Kompyuter grafikasini ishlab chiqarish jarayonida renderlash jarayoni juda muhim rol o'ynaydi. Biz bu erda juda ko'p chuqurlikka bormasligimiz kerak, lekin CG quvur liniyasi haqida hech qanday muhokamani hech bo'lmaganda 3D tasvirlarni ko'rsatish vositalari va usullarini eslatmasdan to'liq bo'lmaydi.
Filmni rivojlantirish kabi
Rendering 3D-ishlab chiqarishning eng texnik jihatdan murakkab tomonidir, ammo o'xshashlik nuqtai nazaridan aslida juda oson tushunilishi mumkin: Kino fotosuratkashiga o'xshab rasmlarini namoyish qilishdan oldin uning fotosuratlarini ishlab chiqish va bosib chiqarish kerak, kompyuter grafikasi mutaxassislari shu kabi majburiyat.
Agar rassom 3D sahnada ishlayotgan bo'lsa, u manipulyatsiya qilayotgan modellar, aslida, uch o'lchovli makonda nuqta va sirtlarning (aniqrog'i, vertikalar va ko'pburchaklarning) matematik ifodasidir.
Vizual terish 3D matematika yondashuvidan yakuniy 2D rasmga tarjima qilish uchun 3D dasturiy ta'minotni ishlab chiqarish mexanizmi tomonidan amalga oshirilgan hisob-kitoblarga tegishli. Jarayon davomida butun sahnaning bo'shliq, tekstura va yoritish ma'lumotlari tekislangan tasvirdagi har pikselning rang qiymatini aniqlash uchun birlashtirilgan.
Ikki xil ko'rinish
Ikkita asosiy renderlash turlari mavjud, ularning asosiy farqlari tasvirlarning hisoblash tezligi va yakuniyligi.
- Haqiqiy Vaqtincha Rendering: Real-Time Rendering o'yinlarni va interaktiv grafikalarda eng ko'zga ko'ringan vositalardan foydalanadi, bu erda tasvirlar 3D axborotidan juda tez sur'atda hisoblanishi kerak.
- Interaktivlik: O'yinchining o'yin muhitiga qanday ta'sir qilishini to'liq tasavvur qilishning iloji yo'qligi sababli, harakatlar paydo bo'lgandan so'ng, tasvirlar "real vaqtda" bajarilishi kerak.
- Tezlik masalalari: Suyuqlikning harakatlanishi uchun ekranga sekundiga kamida 18-20 kvadrat tegishi kerak. Bunga qaraganda kamroq narsa va harakatlar xiralashgan ko'rinadi.
- Uslublar: Haqiqiy vaqtda ko'rsatiladigan grafik grafik qurilmalar (GPUlar) tomonidan juda yaxshilanadi va iloji boricha ko'proq ma'lumotlarni oldindan kompilyatsiya qilish orqali. Ko'pgina o'yin muhiti yoritgichi haqida ma'lumotlar oldindan hisoblanib, ishlash tezligini oshirish uchun bevosita atrof-muhitdagi to'qimalar fayllariga "pishirilgan".
- Oflayn yoki oldindan tayyorlanish: Foydalanuvchi bilan renderlash tezligi muammolar kamroq bo'lgan holatlarda ishlatiladi, odatda grafikalar bilan jihozlash o'rniga ko'p yadroli CPU yordamida hisoblashlar amalga oshiriladi.
- Predictability: Offline rendering eng ko'p animatsiya va effektlar bilan ishlaydi, bu erda ingl. Murakkablik va fotorealizm ancha yuqori standartlarga ega. Har bir freymda nima bo'lishini oldindan aytish mumkin bo'lmaganligi bois, katta stüdyolarning shaxsiy kvadratchalarga 90 soatgacha ishlash muddatini belgilash ma'lum.
- Fotorealizm: Rasmni renderlash ochiq-oydin muddat ichida amalga oshirilganligi sababli fotoqalaloqlikning yuqori darajalari real vaqt rejimida ishlashga qaraganda erishiladi. Belgilar, muhitlar va ular bilan bog'liq to'qimalar va chiroqlar ko'pincha ko'pburchak hisoblashlar va 4k (yoki undan yuqori) piksellardagi o'lchamdagi to'qimalarga fayllariga ruxsat etiladi.
Rendering texnologiyalari
Ko'p ishlash uchun ishlatiladigan uchta asosiy hisoblash texnikasi mavjud. Ularning har birida o'ziga xos afzalliklar va kamchiliklar mavjud.
- Scanline (yoki rasterlizatsiya): Scanline rendering tezligi zarurat bo'lganida ishlatiladi, bu real vaqtda renderlash va interaktiv grafikalar uchun tanlov usuli hisoblanadi. Rasmni pikselli-pikselli qilishning o'rniga, scanline renderers polygon asosida poligon asosida hisoblashadi. Prekompyuterli yoritish bilan birgalikda ishlatiladigan skanerlash texnikasi yuqori sonli grafik kartada soniyasiga 60 kvadrat tezlikni yoki yaxshi natijaga erishish mumkin.
- Raytracing: Raytracingda , sahnadagi har bir piksel uchun kameradan eng yaqin 3 o'lchamli ob'ektga bir (yoki bir nechta) yorug'lik nurlari keltirilgan. Nur nurlari, keyinchalik 3D sahnadagi materiallarga qarab, aks ettiruvchi yoki refraktsiyani o'z ichiga olishi mumkin bo'lgan "bounce" qatoriga kiradi. Har bir pikselning rangi algoritmik ravishda yorug'lik nurlari uning izlangan yo'ldagi narsalar bilan o'zaro ta'siri asosida hisoblangan. Raytracing skanerlash tarmog'idan ko'ra ko'proq fotorealizmga ega, ammo chidamli ravishda sekinroq.
- Radiosity: Raytracingdan farqli o'laroq, radiosiklik kameradan mustaqil ravishda hisoblanadi va pikselli-pikselli o'rniga sirt yo'naltirilgan. Radioaktivlikning asosiy funktsiyasi bevosita yoritishni hisobga olgan holda sirt rangini yanada aniqroq taqsimlashdan iborat (diffuzli nur). Radiosity odatda yumshoq gradusli soyalar va rangli qon ketish bilan ajralib turadi, bu erda yorqin rangli narsalardan olingan yorug'lik yaqin sirtlarga "qon ketadi".
- Amalda, radiolokiya va raditraksiya tez-tez bir-biri bilan birgalikda foydalaniladi, har bir tizimning afzalliklari fotogerçektsiyaning ta'sirchan darajalariga erishish uchun ishlatiladi.
Dasturiy ta'minotni ishlab chiqish
Tasavvur qilish juda murakkab hisob-kitoblarga asoslangan bo'lsa-da, bugungi dasturiy ta'minot parametrlarni tushunish uchun osondir, bu esa san'atkorning asosiy matematikaga hech qachon ehtiyoj sezmasligi kerak. Har bir katta 3D dasturiy ta'minot to'plami bilan birga ishlov berish vositasi mavjud va ularning aksariyati yorqin fotorealizm darajalariga erishish imkonini beruvchi materiallar va yorug'lik paketlarini o'z ichiga oladi.
Eng keng tarqalgan ikki domen:
- Mental Ray - Autodesk Maya bilan paketlangan. Mental Ray ajoyib darajada ko'p tomonlama, nisbatan tezkor va, ehtimol, er osti tarqalishiga muhtoj bo'lgan belgilar tasvirlari uchun eng vakolatli yaratuvchisidir. Ruhshunos nurli yoritish va "global yoritish" (radiosity) kombinatsiyasidan foydalanadi.
- V-Ray - odatda 3DS Maks bilan birgalikda ishlatiladigan V-Rey ni ko'rasiz, bu juft me'moriy vizualizatsiya va atrof-muhitni namoyish qilish uchun mutlaqo noyobdir. VRay kompaniyasining raqobatchisining ustun afzalliklari uning yoritish vositalari va Arch-viz uchun keng materiallar kutubxonasidir.
Rendering texnik jihatlardan biri, ammo ba'zi bir umumiy metodlarni chuqurroq o'rganishga kirishganingizda juda qiziq bo'lishi mumkin.