Kaj je upodabljanje? Kaj pomeni render.

Mnogi ljudje imajo pogosto vprašanja o izboljšanju vizualne kakovosti upodabljanja v 3ds Max in zmanjšanju časa, porabljenega zanje. Glavni nasveti, ki jih lahko damo kot odgovor na to vprašanje, se nanašajo na optimizacijo geometrije, materialov in tekstur.

1. Optimizacija geometrije 3D modelov
Med procesom modeliranja je treba ohraniti čim manjše število poligonov, saj če model vsebuje veliko nepotrebnih poligonov, to pomeni podaljšanje časa upodabljanja.

Izogibajte se napakam v geometriji modela, kot so odprti robovi, prekrivajoči se poligoni. Poskusite, da bodo modeli čim bolj čisti.

2. Kakšne naj bodo teksture Velikost teksture se mora ujemati z velikostjo modela v končnem upodabljanju. Na primer, če ste nekje prenesli teksturo 3000 x 3000 slikovnih pik in je model, na katerega jo uporabite, v ozadju scene ali ima zelo majhen obseg, bo upodabljalnik preobremenjen s pretirano ločljivostjo teksture.

Oglejte si ta primer upodabljanja:

Upoštevati je treba, da je treba za izboljšanje realizma materialom dodati zemljevide. Bump(Nepravilnosti) in Zrcalni(Zrcalni odsevi), saj ima v resnici vsak predmet relief in odbojnost. Ustvarjanje takšnih zemljevidov iz originalne teksture ne bo problem - dovolj je površno znanje Adobe Photoshop.

Pravilna osvetlitev

Izjemno pomembna točka. Poskusite vedno uporabljati resnične sisteme fizične razsvetljave, kot je sistem dnevne svetlobe, pa tudi VRay Sun in nebo, HDRI in kot svetlobne vire v notranjosti uporabljajte fotometrične svetlobne vire s profili IES. To bo prizoru dodalo realizem, saj bodo v tem primeru pri upodabljanju vključeni pravi algoritmi za izračun svetlobnih informacij.

Ne pozabite na korekcijo gama slik! Z gama 2,2 se bodo barve v 3ds Maxu pravilno prikazale. Vendar jih lahko vidite le, če je vaš monitor pravilno umerjen.

4. Scenska lestvica
Da bi dobili dostojno kakovost upodabljanja, je obseg enot v sceni izjemnega pomena. Najpogosteje je običajno, da delamo v centimetrih. To vam ne omogoča samo ustvarjanja natančnejših modelov, ampak pomaga tudi pri izračunih osvetlitve in odboja.

5. Nastavitve vizualizacije
Če delate z VRay, je za glajenje robov slike priporočljivo uporabiti Prilagodljivi DMC. Vendar je za najboljše rezultate pri prizorih z veliko podrobnostmi in veliko zamegljenimi odsevi najbolje uporabiti fiksno- s to vrsto slik deluje najbolje. V tem primeru je zaželeno, da nastavite število podrazdelkov vsaj 4, po možnosti 6.
Za izračun posredne osvetlitve (Indirect Illumination) uporabite sveženj Zemljevid obsevanosti + predpomnilnik svetlobe. Takšen tandem vam omogoča hiter izračun osvetlitve v prizoru, če pa želite več podrobnosti, lahko vklopite možnost Izboljšanje podrobnosti(Izboljšajte podrobnosti) v nastavitvah zemljevida obsevanosti in aktivirajte Light Cache predfilter(predfiltracija). Na ta način lahko zmanjšate šum slike.
Dobro kakovost senc je mogoče doseči z nastavitvijo števila poddivov v nastavitvah svetlobe VRay na 15-25. Poleg tega vedno uporabite fizično kamero VRay, s katero imate popoln nadzor nad prikazom svetlobe v prizoru.
Za popoln nadzor nad ravnovesjem beline poskusite delati na temperaturni lestvici Kelvin. Tukaj je tabela temperatur za referenco, ki bo uporabna pri delu v 3ds Max (nižja vrednost pomeni toplejše/rdečkaste tone, višja pa hladne/modre tone):
Kelvinova barvna temperaturna lestvica za najpogostejše svetlobne vire

Goreča sveča - 1900K
Halogenske žarnice - 3200K
Reflektorji in modelna luč - 3400K
Sončni vzhod - 4000K
Fluorescentna svetloba (hladno bela) - 4500K
Dnevna svetloba - 5500K
Bliskavica kamere - 5500K
Studio svetloba - 5500K
Svetloba z zaslona računalniškega monitorja - 5500-6500K
Fluorescentna sijalka - 6500K
Odprta senca (izraz s fotografije) - 8000K

Popravljanje bledih barv v 3ds Max z gama 2.2

Pri uporabi gama 2.2 v Autodesk 3ds Max takoj pade v oči, da so barve materialov v urejevalniku materialov videti presvetle in zbledele v primerjavi z običajno predstavitvijo v gama 1.0. In če morate absolutno opazovati barvne vrednosti v prizoru na lestvici RGB, na primer v neki lekciji so barvne vrednosti že podane ali pa je stranka predložila svoje vzorce predmetov v določenih barvah , potem bodo v gama 2.2 videti narobe. Popravljanje barv RGB v gama 2.2 Da bi dosegli pravilno raven svetlosti barve, morate njene vrednosti RGB prerazporediti s preprosto enačbo: nova_barva=255*((stara_barva/255)^2.2). Enačba pravi, da če želite dobiti novo barvno vrednost RGB 2,2, delite staro vrednost RGB z vrednostjo bele (255), celotno stvar dvignite na potenco 2,2 in nato to pomnožite z vrednostjo bele (255). Če matematika ni vaša močna stran, ne obupajte – 3ds Max opravi matematiko namesto vas, saj ima vgrajen ocenjevalnik numeričnih izrazov (Numeric Expression Evaluator). Rezultat izraza (matematična funkcija) vrne vrednost. Dobljeno vrednost lahko nato vstavite v katero koli polje programa, pa naj gre za parametre za ustvarjanje novega predmeta, njegovo preoblikovanje, nastavitve za modifikatorje, materiale. Poskusimo v praksi izračunati barvo v gama 2.2. V nastavitvah materiala kliknite na barvno polje, da se odpre okno Izbirnik barv. Z izbrano barvo postavite kazalec miške v polje Rdeči kanal in pritisnite Ctrl+N na tipkovnici, da odprete ocenjevalnik numeričnih izrazov. Napišite zgornjo formulo vanj, tako da v Rdečem kanalu nadomestite staro vrednost barve. V polju Rezultat bo prikazana rešitev enačbe. Pritisnite gumb Prilepi, da prilepite dobljeno vrednost namesto stare v rdeči kanal. To storite z zelenimi in modrimi barvnimi kanali. S popravljenimi vrednostmi RGB bodo barve videti pravilne tako v projekcijskih oknih kot pri upodabljanju.

Delo z barvami po shemi oblikovanja CMYK Ni vedno treba ukvarjati samo z RGB. Včasih obstajajo barve CMYK, ki jih je treba pretvoriti v RGB, ker 3ds Max podpira samo . Seveda lahko zaženete Adobe Photoshop in v njem prevedete vrednosti, vendar obstaja bolj priročen način. Za 3ds Max je bila ustvarjena nova vrsta izbirnika barv - Cool Picker, ki vam omogoča, da vidite barvne vrednosti v vseh možnih barvnih shemah neposredno v Maxu. Prenesite vtičnik Cool Picker od tukaj za svojo različico 3ds Max. Namesti se zelo preprosto: sama datoteka s pripono dlu mora biti nameščena v mapo 3ds Max\plugins. Aktivirate ga lahko tako, da odprete Prilagodi > Nastavitve > zavihek Splošno > Izbirnik barv: Cool izbirnik. Tako bo nadomestil standardni barvni izbirnik.

Imate vprašanja? Vprašaj

Začetek obrazca

Uporaba gama 2.2 v 3ds max + V-Ray v praksi

Po teoretičnem delu prilagajanja gama v V-Ray in 3ds max gremo neposredno na prakso.

Številni uporabniki 3ds max, predvsem tisti, ki se ukvarjajo z notranjim upodabljanjem, opažajo, da so pri nastavitvi fizično pravilne osvetlitve določena mesta v sceni še vedno zatemnjena, čeprav bi v resnici moralo biti vse dobro osvetljeno. To je še posebej opazno v vogalih geometrije in na senčni strani predmetov.

Vsi so poskušali rešiti ta problem na različne načine. Začetni uporabniki 3ds Max so to najprej poskušali popraviti s preprostim povečanjem svetlosti luči.

Ta pristop prinaša določene rezultate, poveča se celotna osvetlitev scene. Vendar pa vodi tudi do neželene prekomerne osvetlitve, ki jo povzročajo ti svetlobni viri. To ne spremeni situacije z nerealno podobo na bolje. Eno težavo s temo (na težko dostopnih mestih za svetlobo) nadomesti druga težava – s prekomerno osvetlitvijo (v bližini svetlobnih virov).

Nekateri so se domislili bolj sofisticiranih načinov za "rešitev" problema z dodajanjem dodatnih luči na sceno, zaradi česar so nevidne za kamero, samo da osvetlijo temna mesta. Hkrati ni treba govoriti o kakršnem koli realizmu in fizični natančnosti slike. Vzporedno z osvetlitvijo zatemnjenih krajev so izginile sence in zdelo se je, da predmeti prizora lebdijo v zraku.

Vse zgornje metode za ravnanje z neverjetno temo so preveč enostavne in očitne, vendar neučinkovite.

Bistvo težave pri temnih upodabljanjih je, da so vrednosti gama slike in monitorja različne.

Kaj je gama?
Gama je stopnja nelinearnosti pri prehodu barve iz temnih v svetle vrednosti. Z matematičnega vidika je vrednost linearne gama 1,0, zato programi, kot so 3ds max, V-Ray itd., privzeto izvajajo izračune v gama 1.0. Toda vrednost gama 1,0 je združljiva samo z "idealnim" monitorjem, ki kaže linearni prikaz barvnih prehodov iz bele v črno. Ker pa takšni monitorji v naravi ne obstajajo, je dejanski obseg nelinearen.

Vrednost gama za video standard NTSC je 2,2. Za računalniške zaslone je vrednost gama običajno med 1,5 in 2,0. Toda zaradi udobja velja, da je nelinearnost barvnega prehoda na vseh zaslonih enaka 2,2.

Ko monitor z gama 2,2 prikaže sliko z gama 1,0, vidimo temne barve v gama 1,0 na zaslonu namesto pričakovanih svetlih barv gama 2,2. Zato barve v srednjem območju (cona 2) postanejo temnejše, ko gledate sliko z gama 1,0 na izhodni napravi z gama 2,2. Vendar pa je v območju temnih tonov (cona 1) predstavitev gama 1.0 in 2.2 zelo podobna, kar omogoča pravilen prikaz senc in črnine.

V predelih s svetlimi toni (cona 3) je tudi veliko podobnosti. Zato je svetla slika z gama 1,0 tudi povsem pravilno prikazana na monitorju z gama 2,2.

In tako, da dobite ustrezen izhod gama 2,2, je treba spremeniti gama izvirne slike. Seveda lahko to storite tudi v Photoshopu, tako da tam prilagodite gamo. Toda to metodo težko imenujemo priročno, če vsakič spremenite nastavitve slike, jih shranite na trdi disk in jih uredite v rastrskem urejevalniku ... Zaradi tega te možnosti ne bomo upoštevali, poleg tega pa ta metoda ima še pomembnejše pomanjkljivosti. Sodobna orodja za upodabljanje, kot je V-Ray, sliko izračunajo prilagodljivo, zato je natančnost izračuna odvisna od številnih parametrov, vključno s svetlostjo svetlobe na določenem območju. Tako V-Ray na mestih s senco manj natančno izračuna osvetlitev slike in taka mesta sama postanejo hrupna. In na svetlih in dobro prepoznavnih območjih slike se izračun upodabljanja izvede z večjo natančnostjo in z najmanj artefakti. To omogoča hitrejše upodabljanje s prihrankom časa na subtilnih delih slike. Zvišanje gama izhodne slike v Photoshopu spremeni svetlost delov slike, ki jih je V-Ray smatral za manj pomembne, in zmanjša kakovost njihovih izračunov. Tako postanejo vidni vsi neželeni artefakti, slika pa je videti prav grozna, a svetlejša kot prej, poleg tega pa se bo spremenil tudi obseg tekstur, videti bodo zbledele in brezbarvne.

Edini pravilen izhod iz te situacije je, da spremenite vrednost gama, v kateri deluje upodabljalnik V-Ray. Tako boste dobili sprejemljivo svetlost v srednjih tonih, kjer tako očitnih artefaktov ne bo.

Ta vadnica vam bo pokazala, kako prilagoditi gama v upodabljalniku V-Ray in 3ds max.

Če želite spremeniti gamo, s katero bo deloval V-Ray, poiščite spustni zavihek V-Ray: Preslikava barv, ki se nahaja na zavihku V-Ray, ki se nahaja v oknu Render Scene(F10) in nastavite vrednost gama: v 2.2.

Posebnost V-Ray je, da popravek gama upodabljanja barv deluje samo v V-Ray Frame Buffer, tako da če želite videti rezultate svojih manipulacij gama, morate vklopiti okvir medpomnilnika V-Ray: Frame Buffer na zavihku V-Ray.

Po tem bo upodobitev potekala z 2,2 gama, ki jo potrebujemo, z normalno osvetljenimi srednjimi toni. Obstaja še ena pomanjkljivost, in to je, da bodo teksture, uporabljene v prizoru, videti svetlejše, razbarvane in izgorele.

Skoraj vse teksture, ki jih uporabljamo, so na monitorju videti normalno, saj jih je monitor že nastavil in imajo na začetku gama 2,2. Da lahko upodabljalnik V-Ray konfigurira gama 2.2 in ne pomnoži gama slike z vrednostjo gama v upodabljalniku (2.2 * 2.2), morajo biti teksture v gama 1.0. Potem, ko jih renderer popravi, bo njihova gama postala enaka 2,2.

Vse teksture lahko naredite temnejše tako, da spremenite njihovo gamo z 2,2 na 1,0 v Photoshopu, pri čemer pričakujete, da jih bo upodabljalnik dodatno posvetlil. Vendar bi bila takšna metoda zelo dolgočasna in bi zahtevala čas in potrpežljivost, da bi zagotovili, da so vse teksture v sceni na 1,0 gama, in drugič, onemogočila bi ogled tekstur pri običajni gami, ker bi bile zatemnjene vse čas.

Da bi se temu izognili, preprosto zagotovimo, da so konfigurirani na vhodu 3ds max. Na srečo ima 3ds max dovolj nastavitev za gama. Nastavitve gama so na voljo v glavnem meniju 3ds max:

Prilagodi > Nastavitve ...> Gama in LUT

Glavne nastavitve gama 3ds max se nahajajo na zavihku Gamma in LUT. Zlasti potrebujemo nastavitev korekcije vhodne teksture, imenovano Vhodna gama. Naj nas ne zavede dejstvo, da je privzeta vrednost 1.0. To ni prilagoditvena vrednost, ampak vrednost gama vhodnih tekstur. Privzeto se domneva, da so vse teksture v gama 1.0, v resnici pa so, kot smo že omenili, nastavljene na gama 2.2. In to pomeni, da moramo določiti vrednost gama 2,2 namesto 1,0.

Ne pozabite potrditi polja Omogoči popravek gama / LUT za dostop do nastavitev gama.

Slike, posnete v pravilni gami, so videti veliko boljše in pravilnejše od tistih, ki so bile pridobljene z nastavitvami, opisanimi na začetku članka. Imajo pravilne srednje tone, v bližini svetlobnih virov ni svetlih prekomernih osvetlitev, pa tudi artefaktov na neosvetljenih delih slike. Tako bodo tudi teksture nasičene in svetle.

Zdi se, da je to vse, a na koncu lekcije bi vam rad povedal še nekaj o delu z gama. Ker upodabljalnik V-Ray deluje v nenavadnem obsegu zase, morate nastaviti način prikaza razpona 3ds max na 2.2, da bodo urednik gradiva in izbirnik barv pravilno prikazano. V nasprotnem primeru lahko pride do zmede, ko so materiali nastavljeni na gama 1.0, v resnici pa bodo interno pretvorjeni v gama 2.2.

Če želite nastaviti pravilen prikaz materialov v urejevalniku materialov 3ds max, uporabite nastavitve v zavihku Gamma in LUT. Če želite to narediti, mora biti vrednost gama v razdelku Prikaz nastavljena na 2,2 in potrditi potrditvena polja v izbirnikih vpliva barv in urejevalniku vpliva na material v razdelku Materiali in barve.

Gamma 2.2 je že postal standard pri delu s 3ds max in V-Ray. Upam, da vam bo to gradivo pomagalo pri vašem delu!

Številni elementi vizualnega okolja sodobnega človeka so ustvarjeni s pomočjo računalniških grafičnih programov. Brez vizualizacij, ki jih izdelajo 3D umetniki, ne morejo niti arhitekturni ali oblikovalski studio niti proizvajalci računalniških iger.

Tehnologija za ustvarjanje takšne podobe - fotorealistične ali posnemajoče različne umetniške tehnike - je sestavljena iz več tehnoloških stopenj. Render je najpomembnejši med njimi, pogosto tudi končni, od katerega je odvisen končni rezultat.

Izvor izraza

Beseda "render" (ali "rendering") je prišla, tako kot veliko povezano s tehnologijami IP, iz angleškega jezika. Izhaja iz stare francoščine rendre, kar pomeni "narediti", "dati", "vrniti", "vrniti". Globlje korenine tega glagola segajo v staro latinščino: ponovno- predpona, ki pomeni "nazaj", in drzni- "daj".

Od tod - eden od pomenov sodobnega izraza. Upodabljanje je tudi postopek ponovnega ustvarjanja ravninske slike na podlagi tridimenzionalnega modela, ki vsebuje informacije o fizikalnih lastnostih predmeta – njegovi obliki, površinski teksturi, osvetlitvi itd.

Render in vizualizacija

Ta beseda je prvič vstopila v leksikon tistih, ki se profesionalno ukvarjajo s tehnologijami digitalnega slikanja, vse pogosteje pa se uporablja tudi v vsakdanjem življenju. Zahtevajo že pripravljen omet, na primer pri naročanju pohištva - samostojnega predmeta ali opremljanju celotne sobe, pri oblikovanju notranjosti ali celotne stavbe pa je omet eno od glavnih sredstev za posredovanje kupcu pomen idej arhitekta ali oblikovalca.

Obstaja sinonim, ki je po pomenu blizu in se pogosteje uporablja v običajnem okolju, čeprav bolj okoren - vizualizacija. Med strokovnjaki za arhitekturno ali igralno računalniško grafiko je danes običajno, da imajo ozko specializacijo: obstajajo tisti, ki se ukvarjajo z modeliranjem - ustvarjajo tridimenzionalne predmete, in tisti, ki zagotavljajo upodabljanje končnega prizora - nastavijo osvetlitev, izberejo zornega kota in prilagodite ter nato zaženite program za upodabljanje.

Definicije

Ta beseda ima več pomenov:

Rendering ali upodabljanje je risanje, postopek pridobivanja tehnične ali umetniške ravnine na podlagi tridimenzionalnih digitalnih modelov, ustvarjenih s posebnimi programskimi paketi - Blender, 3D Max, CINEMA, Maya itd.
Rendering je pravzaprav rezultat takšnega procesa - rastrska slika, pa tudi slika likov in okolij v računalniških igrah ali video datotekah, ki jih ustvarijo thriders, ki se uporabljajo pri produkciji filmov - navadnih ali animiranih.
Render ali renderer je ime posebne programske opreme, s pomočjo katere se 3D modeli pretvorijo v sliko. Takšne programe je mogoče vgraditi v grafični paket ali uporabiti kot samostojne aplikacije: RenderMan, Mental Ray, V-ray, Corona, Brasil, Maxwell, FinalRender, Fryrender, Modo in številne druge. Renderji, tako kot vse, kar je povezano z digitalno tehnologijo, se nenehno posodabljajo. Razlikujejo se po algoritmih, ki se uporabljajo za izračun fizičnih značilnosti modelov in njihovega okolja. Na podlagi njih se ustvarijo celotni sistemi upodabljanja, ki vam omogočajo ustvarjanje lastnih materialov, svetil, kamer itd.

Vrste upodabljanja: spletno in pred-upodabljanje

Obstajata dve glavni vrsti upodabljanja, odvisno od hitrosti, s katero je treba dobiti končno sliko. Prvi je upodabljanje v realnem času, ki je nujno v interaktivni grafiki, predvsem v računalniških igrah. Potrebuje hiter upodabljanje, slika mora biti prikazana takoj, zato je veliko scene vnaprej izračunano in shranjeno v njej kot ločeni podatki. Sem spadajo teksture, ki določajo videz predmetov in osvetlitev. Programi, ki se uporabljajo za spletno upodabljanje, uporabljajo predvsem vire grafične kartice in RAM-a računalnika ter v manjši meri tudi procesorja.

Za upodabljanje prizorov, ki so vizualno bolj zapleteni, pa tudi tam, kjer vprašanje hitrosti ni tako pomembno, ko je kakovost upodabljanja veliko pomembnejša, se uporabljajo druge metode in programi upodabljanja. V tem primeru se porabi vsa moč, nastavljene so najvišje nastavitve za ločljivost teksture, izračun osvetlitve. Naknadna obdelava upodabljanja se pogosto uporablja za doseganje visoke stopnje fotorealizma ali želenega umetniškega učinka.

Metode upodabljanja prizorov

Izbira metod za pridobitev slike je odvisna od specifične naloge in pogosto od izkušenj vizualizatorja. Razvija se vedno več novih sistemov upodabljanja – bodisi visoko specializiranih bodisi univerzalnih. Danes najpogostejši programi za upodabljanje temeljijo na treh glavnih računskih metodah:

Rasterizacija (Scanline) je metoda, pri kateri se slika ustvari z upodabljanjem ne posameznih točk slikovnih pik, temveč celotnih poligonskih obrazov in velikih površin površin. Teksture, ki določajo lastnosti predmetov, kot je svetloba v prizoru, so fiksirane kot nespremenljivi podatki. Nastala slika pogosto ne odraža perspektivnih sprememb v osvetlitvi itd. Najpogosteje se uporablja v sistemih za upodabljanje prizorov v igrah in v video produkciji.
Raytracing - fizika scene se izračuna na podlagi žarkov, ki izhajajo iz leče virtualne kamere, in analize interakcije posameznega žarka s predmeti, ki jih sreča v prizoru. Glede na količino in kvaliteto takšnih »odskokov« se simulira odsev oziroma njegova barva, nasičenost itd. Kakovost nastale slike je v primerjavi z rasterizacijo veliko višja, vendar morate za njen realizem plačati s povečano porabo. virov.
Izračun odbite svetlobe (Radiosity) - vsaka točka, vsak piksel slike je obdarjen z barvo, ki ni odvisna od kamere. Nanj vplivajo globalni in lokalni viri svetlobe ter okolje. Ta metoda omogoča izračun videza barv in odsevov svetlobe od sosednjih predmetov na površini modela.

Praksa kaže, da najbolj napredni in priljubljeni sistemi upodabljanja uporabljajo kombinacijo vseh ali glavnih metod. To vam omogoča, da dosežete največji fotorealizem in zanesljivost prikaza fizičnih procesov v danem prizoru.

Zaporedje upodabljanja

Čeprav sodobni pristop v računalniški grafiki raje loči upodabljanje v ločeno stopnjo, ki zahteva prisotnost posebnih znanj in veščin, je pravzaprav neločljiva od celotnega procesa priprave upodabljanja. Če se na primer načrtuje notranjost, bo upodobitev odvisna od vrste uporabljenih materialov, vsak sistem upodabljanja pa ima svoj algoritem za simulacijo teksture in teksture površine.

Enako velja za osvetlitev scene. Postavitev naravne in umetne svetlobe, lastnosti lastnih in padajočih senc, moč refleksov, efekti samožarenja - naslednji korak pri ustvarjanju vizualizacije scene. Kako nastaviti upodabljanje, je odvisno od uporabljene programske opreme in zmogljivosti sistema. Vsak paket in program vizualizatorja ima svoje posebnosti in nianse.

Na primer, Corona Renderer ima možnost prilagajanja nastavitev neposredno med razvojem končne slike. V spletnem načinu lahko spreminjate moč svetilk, prilagajate barvo, ostrino slike.

Naknadna obdelava rezultatov upodabljanja

Za določeno nalogo je logično uporabiti posebne tehnike vizualizacije. Arhitektura zahteva drugačna slikovna sredstva kot pri ustvarjanju tehnične ilustracije. Zunanje upodabljanje, na primer, od umetnika pogosto zahteva, da obvlada bitne grafične pakete, med katerimi je najbolj priljubljen Adobe Photoshop. Poleg tega to ni vedno storjeno za povečanje fotorealizma. Sodobni trendi v arhitekturni predstavitvi predvidevajo imitacijo ročno narisane grafike - akvarelov, gvaš, risb s črnilom itd.

Visokokakovostna naknadna obdelava upodabljanja se običajno začne z izbiro želenega formata datoteke, pridobljenega po koncu programa. Sprejeto je, da končno sliko shranite v plasteh z uporabo ločenih barvnih kanalov. To vam omogoča, da dosežete visok rezultat, ko vse plasti združite v eno sliko, z uporabo natančnejše in natančnejše prilagoditve barv.

Upodabljanje in zmogljivost sistema

Izvajanje visokokakovostne vizualizacije je odvisno od več kot le programske opreme procesov. Na končni rezultat vpliva moč uporabljene strojne opreme. Ta dejavnik še posebej vpliva na hitrost dela – zapletena scena včasih traja več dni za upodabljanje, če računalnik nima dovolj RAM-a ali ima procesor z nizko zmogljivostjo.

Kako pospešiti upodabljanje in izboljšati končni rezultat, če ni dovolj sredstev? Nastavitve programa lahko spremenite tako, da zmanjšate ločljivost tekstur materialov in končne slike na razumne vrednosti, spremenite parametre napeljave tako, da se svetloba in sence upodabljajo na večjih območjih, brez pretiranih podrobnosti itd. Če obstaja omrežja, lahko uporabite paketno upodabljanje, ko za upodabljanje slike riše moč drugih računalnikov.

render farm

Danes je mogoče uporabiti zmogljivosti oddaljenih računalniških grozdov, ki zagotavljajo storitve za paketno obdelavo 3D datotek. To so visokozmogljivi sistemi, ki lahko v kratkem času upodabljajo najbolj zapletene in bogate prizore. Soočili se bodo z vsemi vizualnimi učinki, tudi pri ustvarjanju dolgih video datotek.

Če se obrnete na ponudnika takšnih storitev, katerih seznam je vedno mogoče najti na internetu, se dogovorite o stroških in pogojih za pripravo datotek, lahko znatno prihranite pri hitrosti dela in dosežete zahtevano raven kakovosti končne slike. . Takšna podjetja imajo na voljo do nekaj tisoč procesorjev in stotine terabajtov RAM-a. Render farm izračuna stroške dela na podlagi velikosti izvorne datoteke in časa upodabljanja. Na primer, stroški enega okvirja z ločljivostjo 1920x1080, ki bo na standardni opremi trajalo 3 ure, je približno 100 rubljev. Scena je upodobljena v 8 minutah.

Prava izbira

Odgovor na vprašanje, kako upodobiti majhen in preprost predmet ali vizualno bogato animirano predstavitev koče, zahteva drugačen pristop. V primeru samostojnega izvajanja takšnega dela je treba pravilno izbrati potrebno programsko opremo in poskrbeti za zadostno moč računalniške opreme. Vsekakor bo zadnja faza dela - upodabljanje - odvisna od tega, ali ste s končnim rezultatom zadovoljni.

V nadaljevanju izobraževalnega programa o računalniški grafiki za programerje in umetnike želim spregovoriti o tem, kaj upodabljanje. Vprašanje ni tako zapleteno, kot se zdi, pod rezom je natančna in dostopna razlaga!

Začel sem pisati članke, ki so izobraževalni program za razvijalca iger. In pohitel je in napisal članek o tem, ne da bi povedal, kaj je upodabljanje. Zato bo ta članek uvod v uvod v senčnike in izhodišče v našem izobraževalnem programu.

Kaj je upodabljanje? (za programerje)

Wikipedija torej daje naslednjo definicijo: upodabljanje je izraz v računalniški grafiki, ki se nanaša na postopek pridobivanja slike iz modela z uporabo računalniškega programa.

Precej dobra definicija, nadaljujmo z njo. Renderiranje je vizualizacija. V računalniški grafiki tako 3D umetniki kot programerji upodabljanje razumejo kot ustvarjanje ravne slike – digitalne bitne slike iz 3D scene.
Se pravi neuraden odgovor na naše vprašanje "Kaj je upodabljanje?" - to je pridobivanje 2D slike (ni pomembno na zaslonu ali v datoteki). Računalniški program, ki upodablja, se imenuje renderer ali upodabljalnik.

Render

Po drugi strani se beseda "upodabljanje" najpogosteje nanaša na rezultat upodabljanja. Toda včasih se postopek imenuje tudi enako (samo v angleščini je bil glagol - render prenesen v ruščino, je krajši in bolj priročen). Verjetno ste na internetu naleteli na različne slike z napisom “Ugani render ali fotografijo?”. To pomeni 3D vizualizacijo ali pravo fotografijo (računalniška grafika je tako napredovala, da včasih ne moreš ugotoviti).

Vrste upodabljanja

Glede na možnost vzporednih izračunov obstajajo:

večnitno upodabljanje - izračuni se izvajajo vzporedno v več niti, na več procesorskih jedrih,
enonitno upodabljanje - v tem primeru se izračuni izvajajo v eni niti sinhrono.

Algoritmov upodabljanja je veliko, vendar jih lahko vse razdelimo v dve skupini po principu pridobivanja slike: rasterizacija 3D modelov in sledenje žarkom. Obe metodi se uporabljata v video igrah. Toda sledenje žarkov se pogosteje uporablja ne za pridobivanje slik v realnem času, temveč za pripravo tako imenovanih svetlobnih zemljevidov - svetlobnih zemljevidov, ki so vnaprej izračunani v času načrtovanja, nato pa se rezultati predračuna uporabljeni med izvajanjem.

Kaj je bistvo metod? Kako delujeta rasterizacija in sledenje žarkom? Začnimo z rasterizacijo.

Rasteriziranje poligonalnega modela

Oder sestavljajo modeli, ki se nahajajo na njem. Po drugi strani je vsak model sestavljen iz primitivov.
To so lahko točke, segmenti, trikotniki in nekateri drugi primitivi, kot so na primer štirikolesniki. Če pa ne upodabljamo točk ali segmentov, se vsi primitivi spremenijo v trikotnike.

Naloga rasterja (programa, ki izvaja rasterizacijo) je, da iz teh primitivov dobi piksle nastale slike. Rasterizacija v kontekstu grafičnega cevovoda se pojavi za senčnikom vertex in pred senčnikom fragmentov ().

*morda bo naslednji članek analiza grafičnega cevovoda, ki sem ga obljubil, v komentarje napišite, ali je takšna analiza potrebna, prijetno in koristno mi bo vedeti, koliko ljudi vse to zanima. Naredil sem ločeno stran, kjer je seznam obravnavanih tem in prihodnjih -

V primeru segmenta morate dobiti piksle črte, ki povezuje dve točki, v primeru trikotnika pa piksle, ki so znotraj nje. Za prvi problem se uporablja Bresenhamov algoritem, za drugo pa algoritem pometanja ravnih črt ali preverjanja baricentričnih koordinat.

Kompleksni model znakov je sestavljen iz najmanjših trikotnikov in rasterizer iz njega ustvari popolnoma zanesljivo sliko. Zakaj bi se potem mučil s sledenjem žarkov? Zakaj ne bi vse rasterizirali? In bistvo je v tem, da rasterizer pozna samo svoje rutinsko delo, trikotnike - v slikovne pike. O predmetih poleg trikotnika ne ve ničesar.

In to pomeni, da ne more upoštevati vseh fizičnih procesov, ki se dogajajo v resničnem svetu. Ti procesi neposredno vplivajo na sliko. Odsevi, refleksi, sence, podzemno razprševanje in še več! Vse, brez česar bomo videli samo plastične modele v vakuumu ...
In igralci želijo grafonijo! Igralci potrebujejo fotorealizem!

In grafični programerji morajo izumiti različne tehnike, da bi dosegli bližino fotorealizma. Za to programi za senčenje uporabljajo teksture, ki vnaprej izračunajo različne podatke o svetlobi, odboju, senci in podzemnem razprševanju.

Sledenje žarkom pa omogoča izračun teh podatkov, vendar za ceno daljšega izračunanega časa, ki ga ni mogoče izvesti v času izvajanja. Poglejmo, kaj je ta metoda.

sledenje žarkov sledenje žarkov)

Se spomnite dualizma korpuskularnih valov? Naj vas spomnim, kaj je bistvo: svetloba se obnaša tako kot valovi kot kot tok delcev - fotonov. Torej je trasiranje (iz angleškega "trace" slediti poti) simulacija svetlobnih žarkov, grobo rečeno. Toda sledenje vsakega žarka svetlobe v prizoru je nepraktično in traja nesprejemljivo dolgo.

Omejili se bomo na relativno majhno število, žarke pa bomo zasledili v smereh, ki jih potrebujemo.
Kakšno smer potrebujemo? Določiti moramo, kakšne barve bodo imeli piksli na nastali sliki. To pomeni, da poznamo število žarkov, enako je številu slikovnih pik na sliki.

Kaj pa smer? Preprosto, žarke bomo zasledili glede na točko gledanja (kako je usmerjena naša virtualna kamera). Žarek se bo na neki točki srečal s predmetom scene (če se ne sreča, potem je na primer temen piksel ali nebesni piksel iz skyboxa).

Ko naleti na predmet, se žarek ne ustavi svojega širjenja, ampak se razdeli na tri žarke-komponente, od katerih vsaka prispeva k barvi piksla na dvodimenzionalnem zaslonu: odbita, senca in lomljena. Število takšnih komponent določa globino sledenja in vpliva na kakovost in fotorealizem slike. Zaradi svojih konceptualnih značilnosti metoda omogoča pridobivanje zelo fotorealističnih slik, vendar pa zaradi visoke intenzivnosti virov postopek upodabljanja traja precej časa.

Rendering za umetnike

Toda upodabljanje ni samo programsko upodabljanje! Uporabljajo ga tudi umetelni umetniki. Kaj je torej upodabljanje z umetnikovega vidika? Približno enako kot za programerje, samo konceptualni umetniki to počnejo sami. Roke. Tako kot upodabljalnik v video igrici ali V-ray v Mayi, umetniki upoštevajo osvetlitev, podzemno razpršitev, meglo in druge dejavnike, ki vplivajo na končno barvo površine.

Na primer, zgornja slika je izdelana po fazah na ta način: Groba skica - Črta - Barva - Volumen - Render materiali.

Upodabljanje materialov vključuje teksturiranje, bleščanje – kovine so na primer najpogosteje zelo gladke površine, ki imajo na robovih jasno bleščanje. Poleg vsega tega se umetniki soočajo z rasterizacijo vektorske grafike, ki je približno enaka rasterizaciji 3D modela.

Rasterizacija vektorske grafike

Bistvo je približno enako, obstajajo podatki 2d krivulj, to so konture, ki definirajo objekte. Imamo končno bitno sliko in rasterizer pretvori podatke krivulje v slikovne pike. Po tem nimamo možnosti povečati slike brez izgube kakovosti.

Preberi več

- preprosta razlaga zapletenih in strašljivih senčil
- Uporaben pregled delcev in izbor video vadnic o ustvarjanju posebnih učinkov v Unity3d

Pogovor

Upam, da ste v tem članku obvladali toliko črk, da ste dobili predstavo o tem, kaj je upodabljanje, kakšne vrste upodabljanja obstajajo. Če imate kakršna koli vprašanja, jih vprašajte v komentarjih, zagotovo vam bom odgovoril. Hvaležen bi bil za pojasnila in navedbe morebitnih netočnosti in napak.

Izvor izraza Beseda "render" (ali "rendering") je prišla, tako kot veliko povezano s tehnologijami IP, iz angleškega jezika. Izhaja iz stare francoske rendre, kar pomeni "narediti", "dati", "vrniti", "vrniti". Globlje korenine tega glagola segajo v staro latinščino: re je predpona, ki pomeni "nazaj", in dare je "dati". Od tod - eden od pomenov sodobnega izraza. Upodabljanje je med drugim proces poustvarjanja ravninske slike na podlagi tridimenzionalnega modela, ki vsebuje informacije o fizikalnih lastnostih predmeta – njegovi obliki, površinski teksturi, osvetlitvi itd.

upodabljanje(angleško upodabljanje - "vizualizacija") v računalniški grafiki je postopek pridobivanja slike iz modela z uporabo računalniškega programa.

Tu je model opis vseh predmetov ali pojavov v strogo določenem jeziku ali v obliki podatkovne strukture. Tak opis lahko vsebuje geometrijske podatke, položaj opazovalčeve točke, podatke o osvetlitvi, stopnji prisotnosti neke snovi, jakosti fizičnega polja itd.

Primer vizualizacije so radarske vesoljske slike, ki v obliki slikovnih podatkov predstavljajo podatke, pridobljene z radarskim skeniranjem površine kozmičnega telesa v območju elektromagnetnih valov, nevidnih za človeško oko.

Pogosto v računalniški grafiki (umetniški in tehnični) upodabljanje razumemo kot ustvarjanje ravne slike (slike) na podlagi razvite 3D scene. Slika je digitalna bitna slika. Sinonim v tem kontekstu je vizualizacija.

Vizualizacija je ena najpomembnejših vej v računalniški grafiki, v praksi pa je tesno povezana z ostalimi. Programski paketi za 3D modeliranje in animacije običajno vključujejo tudi funkcijo upodabljanja. Obstajajo ločeni programski izdelki, ki izvajajo upodabljanje.

Odvisno od namena ločimo predhodno upodabljanje kot precej počasen postopek upodabljanja, ki se uporablja predvsem pri ustvarjanju videa, in upodabljanje v realnem načinu, ki se uporablja v računalniških igrah. Slednji pogosto uporablja 3D pospeševalnike.

Značilnosti upodabljanja

Dolgo bo trajalo, da se predhodno skico pripelje do popolnosti - trajanje obdelave zapletenih slik z računalnikom lahko doseže nekaj ur. V tem obdobju je:

barvanje
detajliranje majhnih elementov
izdelava svetlobnih učinkov - odsev tokov, senc in drugo
prikaz podnebnih razmer
izvajanje drugih podrobnosti za povečanje realizma.

Kompleksnost obdelave vpliva na oblikovanje cene 3d vizualizacije, več časa, dražje bo delo na projektu. Kadar koli je mogoče, modelarji poenostavijo postopek upodabljanja, na primer z izračunom posameznih trenutkov ali uporabo drugih orodij za skrajšanje časa upodabljanja, ne da bi pri tem ogrozili njegovo kakovost.

Kdo renderira?

Najpogostejši poklic, ki zahteva, da znate upodabljati, je "3D oblikovalec". Strokovnjak te vrste lahko ustvari vse: od osnovne pasice do modelov računalniških iger.

In seveda se 3D oblikovalec ne ukvarja le z upodabljanjem, temveč tudi z vsemi prejšnjimi fazami ustvarjanja 3D grafike, in sicer: modeliranje, teksturiranje, osvetlitev, animacija in šele nato - vizualizacija.

Vendar 3D oblikovalec ne dela z matematičnimi in fizičnimi formulami, ki jih opisujejo v programskih jezikih. Vse to zanj naredijo prevajalski programi (3D Max, Maya, Cinema 4D, Zbrush, Blender itd.) in že napisane knjižnice fizičnih lastnosti (ODE, Newton, PhysX, Bullet itd.).

Ločeno, med zgoraj navedenimi programi, ki vam omogočajo ustvarjanje 3D grafike, morate izpostaviti brezplačen program OGRE 3D - grafične motorje posebej za upodabljanje, s katerimi lahko ne samo ustvarite "slike", temveč tudi implementirate celoto in večino kar je pomembno, polnopravna računalniška igra. Torchlight na primer uporablja OGRE kot motor igre.

No, za obdelavo takšne količine in kakovosti grafičnih prizorov namizni računalnik ne bo dovolj, zato v zadnjem času niso bili narejeni samo programi za upodabljanje, ampak tudi storitve za obdelavo njihovih procesov, kot je "render farm". In omeniti velja, da užitek ni poceni, kljub nizkim cenam na kmetiji omet, je cena upodabljanja precej impresivna - 3,9 centa / GHz-uro.

Vrste upodabljanja: spletno in pred-upodabljanje

Programi, ki se uporabljajo za spletno upodabljanje, uporabljajo predvsem vire grafične kartice in RAM-a računalnika ter v manjši meri tudi procesorja. Za upodabljanje prizorov, ki so vizualno bolj zapleteni, pa tudi tam, kjer vprašanje hitrosti ni tako pomembno, ko je kakovost upodabljanja veliko pomembnejša, se uporabljajo druge metode in programi upodabljanja. V tem primeru se uporablja polna moč večjedrnih procesorjev, nastavljeni so najvišji parametri za ločljivost teksture in izračun osvetlitve. Naknadna obdelava upodabljanja se pogosto uporablja za doseganje visoke stopnje fotorealizma ali želenega umetniškega učinka. Metode upodabljanja prizorov Izbira slikovnih metod je odvisna od specifične naloge in pogosto od osebnih preferenc in izkušenj upodabljalca.

Razvija se vedno več novih sistemov upodabljanja – bodisi visoko specializiranih bodisi univerzalnih. Danes najpogostejši programi za upodabljanje temeljijo na treh glavnih računskih metodah: Rasterizacija (Scanline) – metoda, pri kateri slika nastane z upodabljanjem ne posameznih točk slikovnih pik, temveč celotnih poligonskih ploskev in velikih površin površin. Teksture, ki določajo lastnosti predmetov, kot je svetloba v prizoru, so fiksirane kot nespremenljivi podatki. Nastala slika pogosto ne odraža perspektivnih sprememb osvetlitve, globinske ostrine itd. Najpogosteje se uporablja v sistemih za upodabljanje prizorov v igrah in v video produkciji. Sledenje žarkom – fizika prizora se izračuna na podlagi žarkov, ki izhajajo iz leče virtualne kamere, in analize interakcije vsakega žarka s predmeti, ki jih sreča v prizoru. Glede na količino in kakovost takšnih »odbojev« se simulira odboj ali lom svetlobe, njena barva, nasičenost itd. Kakovost nastale slike je v primerjavi z rasterizacijo veliko višja, vendar je za njen realizem treba plačati. s povečano porabo virov. Izračun odbite svetlobe (Radiosity) - vsaka točka, vsak piksel slike je obdarjen z barvo, ki ni odvisna od kamere. Nanj vplivajo globalni in lokalni viri svetlobe ter okolje. Ta metoda omogoča izračun videza barv in odsevov svetlobe od sosednjih predmetov na površini modela. Praksa kaže, da najbolj napredni in priljubljeni sistemi upodabljanja uporabljajo kombinacijo vseh ali glavnih metod. To vam omogoča, da dosežete največji fotorealizem in zanesljivost prikaza fizičnih procesov v danem prizoru.

02oktober

Kaj je Render (Rendering)

Render (Rendering) je proces ustvarjanja končne slike ali zaporedja slik iz 2D ali 3D podatkov. Ta proces poteka s pomočjo računalniških programov in ga pogosto spremljajo težki tehnični izračuni, ki padejo na računalniško moč računalnika ali na njegove posamezne komponente.

Proces upodabljanja je tako ali drugače prisoten na različnih področjih poklicne dejavnosti, pa naj gre za filmsko industrijo, industrijo video iger ali video bloganje. Pogosto je render zadnja ali predzadnja faza pri delu na projektu, po kateri se delo šteje za končano ali pa ga je treba malo naknadno obdelati. Omeniti velja tudi, da se pogosto ne imenuje sam postopek upodabljanja, temveč že končana faza tega procesa ali njegov končni rezultat.

besede "Render".

Beseda Render (Rendering) je anglicizem, ki se v ruščino pogosto prevaja z besedo " Vizualizacija”.

Kaj je upodabljanje v 3D?

Najpogosteje, ko govorimo o upodabljanju, mislimo na upodabljanje v 3D grafiki. Takoj je treba omeniti, da v 3D upodabljanju pravzaprav ni treh dimenzij kot takih, ki jih lahko pogosto vidimo v kinu s posebnimi očali. Predpona "3D" v imenu nam bolj pove o načinu izdelave renderja, ki uporablja 3-dimenzionalne objekte, ustvarjene v računalniških programih za 3D modeliranje. Preprosto povedano, na koncu še vedno dobimo 2D sliko ali njihovo sekvenco (video), ki je bila ustvarjena (upodobljena) na podlagi 3D modela ali scene.

Upodabljanje je ena tehnično najtežjih stopenj pri delu s 3D grafiko. Če želimo to operacijo preprosto razložiti, lahko potegnemo analogijo z delom fotografov. Da bo fotografija prikazana v vsem svojem sijaju, mora fotograf opraviti nekaj tehničnih korakov, na primer razvoj filma ali tiskanje na tiskalnik. Približno enake tehnične faze obremenjujejo 3d umetniki, ki za izdelavo končne podobe gredo skozi fazo postavitve renderja in samega postopka renderiranja.

Konstrukcija slike.

Kot smo že omenili, je upodabljanje ena najtežjih tehničnih stopenj, saj med upodabljanjem potekajo zapleteni matematični izračuni, ki jih izvaja stroj upodabljanja. Na tej stopnji motor prevede matematične podatke o prizoru v končno 2D sliko. Med postopkom se 3D geometrija, teksture in svetlobni podatki scene pretvorijo v združene informacije o barvni vrednosti vsakega slikovnega pika v 2D sliki. Z drugimi besedami, motor na podlagi podatkov, ki jih ima, izračuna, v katero barvo naj bo naslikan vsak piksel slike, da dobimo kompleksno, lepo in popolno sliko.

Osnovne vrste upodabljanja:

V svetovnem merilu obstajata dve glavni vrsti upodabljanja, glavne razlike pa sta v hitrosti upodabljanja in dokončanja slike ter v kakovosti slike.

Kaj je upodabljanje v realnem času?

Upodabljanje v realnem času se pogosto pogosto uporablja v igrah in interaktivni grafiki, kjer je treba sliko čim hitreje upodobiti in takoj prikazati v končni obliki na zaslonu monitorja.

Ker je ključni dejavnik pri tovrstnem upodabljanju interaktivnost uporabnika, je treba sliko upodobiti brez odlašanja in skoraj v realnem času, saj je nemogoče natančno predvideti obnašanje igralca in kako bo sodeloval z igro ali z interaktivno vsebino. prizor. Da interaktivna scena ali igra deluje gladko brez sunkov in počasnosti, mora 3D motor upodabljati sliko s hitrostjo vsaj 20-25 sličic na sekundo. Če je hitrost upodabljanja pod 20 sličicami, bo uporabnik občutil nelagodje pri prizoru, gledanju sunkov in počasnih posnetkov.

Postopek optimizacije igra veliko vlogo pri ustvarjanju gladkega upodabljanja v igrah in interaktivnih prizorih. Da bi dosegli želeno hitrost upodabljanja, razvijalci uporabljajo različne trike za zmanjšanje obremenitve motorja upodabljanja in poskušajo zmanjšati prisilno število upodabljanj. To vključuje zmanjšanje kakovosti 3D-modelov in tekstur ter zapisovanje nekaterih informacij o svetlobi in udarcih na vnaprej pečene zemljevide tekstur. Omeniti velja tudi, da glavni del obremenitve med upodabljanjem v realnem času pade na specializirano grafično opremo (video kartica -GPU), kar zmanjša obremenitev centralne procesne enote (CPU) in sprosti njeno računalniško moč za druga opravila. .

Kaj je Prerender?

Predhodno upodabljanje se uporablja, ko hitrost ni prednostna in ni potrebe po interaktivnosti. Ta vrsta upodabljanja se najpogosteje uporablja v filmski industriji, pri delu z animacijo in kompleksnimi vizualnimi učinki ter tam, kjer sta potrebna fotorealizem in zelo visoka kakovost slike.

Za razliko od realnočasovnega upodabljanja, kjer je glavna obremenitev padla na grafične kartice (GPU) Pri pred upodabljanju obremenitev pade na centralno procesno enoto (CPU), hitrost upodabljanja pa je odvisna od števila jeder, večnitnosti in zmogljivosti procesorja.

Pogosto se zgodi, da čas upodabljanja enega okvirja traja več ur ali celo več dni. V tem primeru 3D umetniki potrebujejo malo ali nič optimizacije in lahko uporabljajo najkakovostnejše 3D modele kot tudi zemljevide teksture z zelo visoko ločljivostjo. Posledično je slika veliko boljša in bolj fotorealistična v primerjavi z upodabljanjem v realnem času.

Programska oprema za upodabljanje.

Zdaj je na trgu veliko število motorjev za upodabljanje, ki se med seboj razlikujejo po hitrosti, kakovosti slike in enostavnosti uporabe.

Render motorji so praviloma vgrajeni v velike 3D grafične programe in imajo ogromen potencial. Med najbolj priljubljenimi 3D programi (paketji) je programska oprema, kot so:

3ds Max;
Maja;
mešalnik;
kino 4d in itd.

Mnogi od teh 3D paketov imajo že vključene motorje upodabljanja. Na primer, motor za upodabljanje Mental Ray je prisoten v paketu 3Ds Max. Prav tako je skoraj vsak priljubljen motor za upodabljanje mogoče povezati z večino znanih 3D paketov. Priljubljeni motorji upodabljanja vključujejo:

V-žarek;
mentalni žarek;
renderer korona in itd.

Rad bi omenil, da čeprav ima postopek upodabljanja zelo zapletene matematične napake, razvijalci programov za 3D upodabljanje na vse možne načine poskušajo rešiti 3D umetnike pred delom s kompleksno matematiko osnovnega programa za upodabljanje. Poskušajo zagotoviti razmeroma lahko razumljive nastavitve parametričnega upodabljanja, pa tudi nabore materiala in osvetlitve ter knjižnice.

Številni render motorji so zasloveli na določenih področjih dela s 3D grafiko. Tako je na primer »V-ray« zelo priljubljen pri arhitekturnih upodabljalnikih zaradi prisotnosti velikega števila materialov za arhitekturno vizualizacijo in na splošno dobre kakovosti upodabljanja.

vizualizacijske metode.

Večina strojev za upodabljanje uporablja tri glavne metode izračuna. Vsak od njih ima tako svoje prednosti kot slabosti, vendar imajo vse tri metode pravico do uporabe v določenih situacijah.

1. Scanline (scanline).

Scanline upodabljanje je izbira tistih, ki dajejo prednost hitrosti kakovosti. Zaradi svoje hitrosti se ta vrsta upodabljanja pogosto uporablja v video igrah in interaktivnih prizorih ter v pogledih različnih 3D paketov. S sodobnim video adapterjem lahko ta tip upodabljalnika ustvari stabilno in gladko sliko v realnem času s frekvenco 30 sličic na sekundo in več.

Delovni algoritem:

Namesto upodabljanja »piksel za pikselom« je algoritem upodabljalnika »scanline« ta, da določi vidno površino v 3D grafiki in po principu »vrstica za vrstico« najprej razvrsti poligone, potrebne za upodabljanje po najvišjem Y koordinata, ki pripada danemu poligonu, po kateri se vsaka vrstica slike izračuna tako, da se vrstica preseka s poligonom, ki je najbližji kameri. Poligoni, ki niso več vidni, se odstranijo, ko se premikate iz ene vrstice v drugo.

Prednost tega algoritma je v tem, da ni treba prenašati koordinat vsakega oglišča iz glavnega pomnilnika v delovni, oddajajo pa se koordinate le tistih točk, ki spadajo v območje vidnosti in upodabljanja.

2. Raytrace (sled žarkov).

Ta vrsta upodabljanja je bila ustvarjena za tiste, ki želijo dobiti sliko z najvišjo kakovostjo in podrobnostjo. Tovrstno upodabljanje je zelo priljubljeno med ljubitelji fotorealizma in je treba omeniti, da ni ležerno. Precej pogosto lahko s pomočjo upodabljanja ray trace vidimo osupljivo realistične posnetke narave in arhitekture, ki jih ne more vsak ločiti od fotografije, še več, pogosto je metoda ray trace uporabljena za delo na grafiki v CG napovednikih oz. filmi.

Žal je zaradi kakovosti ta algoritem upodabljanja zelo počasen in ga še ni mogoče uporabiti v grafiki v realnem času.

Delovni algoritem:

Ideja algoritma Raytrace je, da se za vsako slikovno piko na pogojnem zaslonu izsledi en ali več žarkov od kamere do najbližjega tridimenzionalnega predmeta. Svetlobni žarek gre nato skozi določeno število odbojov, ki lahko vključujejo odboje ali lome, odvisno od materialov prizora. Barva vsake slikovne pike se izračuna algoritemično na podlagi interakcije svetlobnega žarka s predmeti na njegovi zasledovani poti.

Raycast metoda.

Algoritem deluje na podlagi "odlivanja" žarkov kot iz opazovalčevih oči, skozi vsak piksel zaslona in iskanja najbližjega predmeta, ki takšnemu žarku blokira pot. Z uporabo lastnosti predmeta, njegovega materiala in osvetlitve scene dobimo želeno barvo slikovnih pik.

Pogosto se zgodi, da se "metoda sledenja žarkom" (raytrace) zamenjuje z metodo "odlivanja žarkov". Toda v resnici je "raycasting" (metoda metanja žarka) pravzaprav poenostavljena metoda "raytrace", pri kateri ni nadaljnje obdelave odbitih ali polomljenih žarkov, ampak se izračuna le prva površina na poti žarka. .

3. Radiosity.

Namesto "metode sledenja žarkom" upodabljanje v tej metodi deluje neodvisno od kamere in je objektno usmerjeno, za razliko od metode "piksel za piksel". Glavna funkcija "radiosity" je natančnejša simulacija barve površine z upoštevanjem posredne osvetlitve (odboja razpršene svetlobe).

Prednosti "radiosity" so mehke graduirane sence in barvni odsevi na objektu, ki prihajajo iz bližnjih svetlo obarvanih predmetov.

Praksa skupne uporabe metode Radiosity in Raytrace za doseganje najbolj impresivnih in fotorealističnih upodobitev je zelo priljubljena.

Kaj je video upodabljanje?

Včasih se izraz "render" uporablja ne samo pri delu s 3D računalniško grafiko, ampak tudi pri delu z video datotekami. Postopek upodabljanja videa se začne, ko uporabnik video urejevalnika konča z delom na video datoteki, nastavi vse potrebne parametre, zvočne posnetke in vizualne učinke. Pravzaprav je vse, kar ostane, združiti vse narejeno v eno video datoteko. Ta postopek lahko primerjamo z delom programerja, ko je napisal kodo, potem pa ostane le še prevesti vso kodo v delujoč program.

Tako kot 3D oblikovalec in uporabnik video urejevalnika je postopek upodabljanja samodejen in brez posredovanja uporabnika. Vse, kar je potrebno, je, da nastavite nekaj parametrov pred zagonom.

Hitrost upodabljanja videa je odvisna od trajanja in kakovosti, ki sta potrebna za izhod. V bistvu večina izračunov pade na moč osrednjega procesorja, zato je hitrost upodabljanja videa odvisna od njegove zmogljivosti.

kategorije: , // od