Рендеринг (3d визуализация)

Рендеринг (3d визуализация) - процесс получения итогового изображения по созданной 3d сцене. Синонимом слова рендеринг является визуализация.

Обычно в компьютерной графике имеется ввиду два вида рендеринга:

• Рендеринг в реальном времени - получение итоговой растровой картинки в реальном времени, применяется преимущественно в играх. Формирование света, цвета и теней происходит, в основном, с помощью наложения ранее просчитанных карт и текстур, объекты сцены перспективно проецируются на экран. Для улучшения качества картинки и наложения дополнительных спецэффектов часто применяются графические ускорители. Критерием данного вида рендеринга является скорость выполнения просчета.
• Рендеринг не в реальном времени - называемый 3d визуализацией, более качественная визуализация картинки, в процессе которой могут быть рассчитаны пути прохождения или преломления света, или расчеты карт глобальной освещенности. Итоговая картинка может иметь фотореалистическое качество, с физически корректным наложением света и тени. Принимается в дизайне, кино, архитектуре, дизайне интерьеров. Фотореалистичный рендеринг может занимать очень много времени и очень много ресурсов. Для сокращения времени просчета используются рендер ферма, выполняющая сетевой рендеринг (распределенный рендеринг) или удаленный облачный рендеринг.

Для создания качественной фотореалистичной 3d визуализации рендер - программой создается математическая модель распространения света - либо основанная на реальных законах распространения света, либо на математической модели распространения энергии. В зависимости от этого, рендеринг может быть без допущений, когда, идет трассировка лучей света и их отражений, который занимает намного больше больше времени, чем рендеринг с допущениями, но и являющийся наиболее физически корректным. В современных рендерах для сокращения времени рендеринга применяются разные методы расчета для первичного отражения луча света и всех вторичных. Также имеется много методик для улучшения качества картинки и сокращения времени рендеринга, например изменяемого количества испускаемых лучей –больше для более детальных моделей и меньше для простых протяженных.

В играх же обычно не выполняется расчет трассировки лучей, и просчет распространения света выполняется заранее и записывается в карты освещенности, либо рассчитывается по очень упрощенной схеме. Однако с распространением графических ускорителей, с программируемыми шейдерами, рендеринг в реальном времени становится все более реалистичным. Уже есть примеры простых игр с расчетом глобального освещения.