Что такое рендеринг (rendering), и какие особенности имеет этот процесс
Компьютерная графика – важная часть почти любой сферы и окружения, с которыми взаимодействует человек.
Все объекты городской среды, дизайн помещений, предметов обихода, программ и компьютерных игр на стадии их проектирования и внедрения выполнялись в виде объемной компьютерной модели, которую рисуют в специальных программах художники.
Рисование модели происходит в несколько этапов, одним из заключительных из них является рендеринг – что это такое и как он осуществляется, рассказано в данном материале.
Содержание:
Определение
Рендеринг (или как его еще называют, рендер) – один из заключительных процессов в обработке и отрисовке определенной объемной трехмерной компьютерной модели.
Технически он представляет из себя процесс «склеивания» или сопоставления, создания трехмерного изображения из некоторого количества изображений двухмерных. В зависимости от качественности или детализированности, двух мерных изображений может быть как всего несколько, так и очень много.
Также иногда на этом этапе в процессе «сбора» модели могут применяться и некоторые трехмерные элементы.
Процесс этот достаточно сложный и длительный. Он основывается на различных подсчетах, выполняемых как компьютером в специальных программах, так и самим художником (в меньшей степени).
Они оказывают значительную нагрузку на «железо» компьютера.
<Рис. 1 Процесс>
Сфера применения
В каких же сферах применимо данное понятие и необходимо проведение такого процесса?
Этот процесс необходим во всех сферах, в которых задействуется составление объемных трехмерных моделей, и вообще компьютерная графика, а это почти все сферы жизни, с которыми может взаимодействовать современный человек.
Компьютерное проектирование применяется в:
- Проектировании зданий и сооружений;
- Ландшафтной архитектуре;
- Проектировании городской среды;
- Дизайне помещений;
- Почти каждая произведенная материальная вещь когда-то была компьютерной моделью;
- Видеоиграх;
- Производстве кинофильмов и др.
При этом, данный процесс, по своей сути, является завершающим.
Он может быть последним или предпоследним при проектировании модели.
Отметим, что рендерингом часто называют и не сам процесс составления модели, а его результат – готовую компьютерную трехмерную модель.
<Рис. 2 В дизайне>
Технология
Данную процедуру можно назвать одной из самых сложных при работе с трехмерными изображениями и объектами в компьютерной графике.
То есть, цветовые, световые и иные данные о трехмерной модели попиксельно перерабатываются таким образом, что бы она могла быть отображена как двухмерная картинка на экране компьютера.
То есть, с помощью ряда вычислений система определяет, как именно должен быть окрашен каждый пиксель каждого двухмерного изображения для того, что в результате, на экране компьютера пользователя, это выглядело как трехмерная модель.
<Рис. 3 Создание модели>
Полезная информация:
Обратите внимание на приложение Cinema 4D. программное обеспечение от разработчика коммерческого ПО Maxon, предназначенное для создания и обработки объектов трехмерной графики.
Скачать Cinema 4D можно на нашем сайте по данной ссылке
Виды
В зависимости от особенностей технологии и работы выделяются два основных типа такого процесса – это рендеринг в реальном времени и предварительный.
Далее рассказано о том, чем они отличаются и какие особенности имеют.
В реальном времени
Такой типа имеет широкое распространение, преимущественно, в компьютерных играх.
В условиях игры изображение должно максимально быстро просчитываться и выстраиваться, например, при движении пользователя на локации.
И хотя это не происходит «с нуля» и имеются некоторые изначальные объемные заготовки, все равно, именно из-за этой особенности компьютерные игры такого типа оказывают очень большую нагрузку на аппаратную часть компьютера.
В режиме реального времени такой движок в играх работает потому, что предугадать характер действий, направление движения игрока и т. д. невозможно (хотя есть проработанные наиболее вероятные сценарии).
По этой причине движку приходится обрабатывать картинку со скорость 25 кадров в секунду, так как уже при снижении скорости до 20 кадров в секунду, пользователь будет ощущать дискомфорт, так как картинка станет дергаться и тормозить.
По этой причине для плавного рендеринга необходимы, в первую очередь, карта текстур и некоторые допустимые упрощения графики.
Такие меры помогают снизить нагрузку как на движок, так и на аппаратную часть компьютера, что в итоге приводит к тому, что игра легче запускается, проще и быстрее работает.
Именно от качества оптимизации движка рендера во многом зависит то, насколько стабильно работает игра, и насколько реалистично смотрится все происходящее.
<Рис. 4 В реальном времени>
Предварительный
Такой тип используется в ситуациях, когда интерактивность не важна.
Например, именно такой тип широко используется в киноиндустрии, при проектировке любой модели ограниченного функционала, например, предназначенной только для того, чтобы ее осматривать с помощью ПК.
То есть, это более упрощенный подход, который возможен также, например, в дизайне – то есть в ситуациях, когда действия пользователя не нужно угадывать, так как они ограничены и просчитаны заранее (и с учетом этого рендеринг может быть выполнен заранее).
<Рис. 5 Предварительный>
Нагрузка в таком случае при просмотре модели приходится не на движок программы, а на центральный процессор ПК. При этом качество и скорость построения картинки зависят от количества ядер, состояния компьютера, производительности его и ЦП.
Добавить комментарий