Що таке рендеринг?

Рендеринг (англ. rendering – «візуалізація») в комп'ютерній графіці – процес отримання зображення по моделі за допомогою комп'ютерної програми.

Тут модель – це опис будь-яких об'єктів або явищ на строго певній мові або у вигляді структури даних. Такий опис може містити геометричні дані, положення точки спостерігача, інформацію про освітлення, міри наявності якоїсь речовини, напруженість фізичного поля і пр.

Прикладом візуалізації можуть служити радарні космічні знімки, які представляють у вигляді зображення дані, отримані за допомогою радіолокаційного сканування поверхні космічного тіла, в діапазоні електро-магнітних хвиль, невидимих людським оком.

Часто в комп'ютерній графіці (художньої та технічної) під рендерингом розуміють створення плоского зображення (картинки) за розробленою 3D-сцені. Зображення – це цифрове растрове зображення. Синонімом в даному контексті є Візуалізація.

Візуалізація – один з найбільш важливих розділів в комп'ютерній графіці, і на практиці він найтіснішим чином пов'язаний з іншими. Зазвичай, програмні пакети тривимірного моделювання та анімації включають в себе також і функцію рендеринга. Існують окремі програмні продукти, що виконують рендеринг.

В залежності від мети, розрізняють пре-рендерінг, як досить повільний процес візуалізації, що застосовується в основному при створенні відео, і рендеринг в реальному режимі, застосовуваний у комп'ютерних іграх. Останній часто використовує 3D-прискорювачі.

Методи рендеринга (візуалізації)

На поточний момент розроблено безліч алгоритмів візуалізації. Існуюче програмне забезпечення може використовувати декілька алгоритмів для отримання кінцевого зображення.

Трасування кожного променя світла в сцені непрактично і займає неприйнятно тривалі періоди часу. Навіть трасування малої кількості променів, достатнього, щоб отримати зображення, займає надмірну кількість часу, якщо не застосовується апроксимація (семплірованіє).

Внаслідок цього, було розроблено чотири групи методів, більш ефективних, ніж моделювання всіх променів світла, що висвітлюють сцену:

Растеризация (англ. rasterization) і метод сканування рядків (англ. scanline rendering). Візуалізація проводиться проектуванням об'єктів сцени на екран без розгляду ефекту перспективи щодо спостерігача.

Метод кидання променів (англ. ray casting). Сцена розглядається, як спостережувана з певної точки. З точки спостереження на об'єкти сцени направляються промені, за допомогою яких визначається колір пікселя на двовимірному екрані. При цьому промені припиняють своє поширення (на відміну від методу зворотного трасування), коли досягають будь-якого об'єкта сцени або її фону. Можливо використовуються якісь дуже прості техніки додавання оптичних ефектів або внесення ефекту перспективи.

Глобальна ілюмінація (англ. global illumination, radiosity). Використовує математику кінцевих елементів, щоб симулювати дифузне поширення світла від поверхонь і при цьому досягати ефектів «м'якості» освітлення.

Трасування променів (англ. ray tracing) схожа на метод кидання променів. З точки спостереження на об'єкти сцени направляються промені, за допомогою яких визначається колір пікселя на двовимірному екрані. Але при цьому промінь не припиняє своє поширення, а поділяється на три компоненти, променя, кожен з яких вносить свій внесок в колір пікселя на двовимірному екрані: відбитий, тіньовий і заломлений. Кількість таких поділів на компоненти визначає глибину трасування та впливає на якість і фотореалістичні зображення. Завдяки своїм концептуальним особливостям, метод дозволяє отримати дуже фотореалістичні зображення, але при цьому він дуже ресурсномісткий і процес візуалізації займає значні періоди часу.

Передове програмне забезпечення зазвичай суміщає в собі кілька технік, щоб отримати достатньо якісне і фотореалістичні зображення за прийнятні витрати обчислювальних ресурсів.

Джерело: Вільна енциклопедія Wikipedia


Category: Медицина і здоров'я

Comments (Прокоментуй!)

There are no comments yet. Why not be the first to speak your mind.

Leave a Reply