Le rendu est la dernière étape du traitement des scènes obtenues à la suite de la visualisation 3D. Il existe deux étapes principales de ce processus - en temps réel, utilisé principalement dans les jeux informatiques, et le pré-rendu. C'est lui qui a trouvé une application dans les affaires. Dans le premier cas, la rapidité des calculs est plus importante, seulement si cette condition est remplie, la qualité de l'image restera élevée. Lors du pré-rendu, le réalisme du dessin est une priorité.

Pré-rendu

Pour effectuer ce type de rendu, utilisez un outil spécial logiciel. La durée du traitement dépend de sa complexité. Le processus consiste à superposer la lumière et les ombres qu'elle crée, à ajouter de la couleur et d'autres effets. La tâche principale des modélisateurs est de s'assurer que le résultat est extrêmement véridique, pour lequel il est nécessaire de naviguer dans l'une des sections les plus difficiles de la physique - l'optique. Un rendu correctement exécuté est particulièrement important dans la modélisation 3D des intérieurs - il est nécessaire de calculer avec précision à quoi ressemblera la pièce sous un éclairage naturel et artificiel, de choisir les nuances du mobilier et d'autres nuances. Les principales méthodes de traitement final en conception tridimensionnelle:

Il est d'usage d'utiliser une combinaison de plusieurs méthodes, ce qui permet de réduire les coûts des ressources et d'assurer la qualité requise.

Fonctionnalités de rendu

Il faudra beaucoup de temps pour perfectionner l'esquisse préliminaire - la durée de traitement d'images complexes par un ordinateur peut atteindre plusieurs heures. Pendant cette période, il y a :

• coloration;
• détail de petits éléments;
• élaboration d'effets d'éclairage - reflets de ruisseaux, ombres et autres;
• affichage des conditions climatiques;
• mise en œuvre d'autres détails pour augmenter le réalisme.

La complexité du traitement affecte la formation du prix de la visualisation 3D, plus cela prend de temps, plus il sera coûteux de travailler sur le projet. Dans la mesure du possible, les modélisateurs simplifient le processus de rendu, par exemple en calculant des moments individuels ou en utilisant d'autres outils pour réduire le temps de rendu sans compromettre sa qualité.

L'origine du terme Le mot "render" (ou "rendering") est venu, comme beaucoup de technologies liées à IP, de la langue anglaise. Il vient du vieux français rendre, signifiant "faire", "donner", "rendre", "rendre". Les racines profondes de ce verbe remontent au latin ancien : re est un préfixe signifiant « retour » et oser signifie « donner ». Par conséquent - l'une des significations du terme moderne. Le rendu est également le processus de recréation d'une image plane basée sur un modèle tridimensionnel contenant des informations sur les propriétés physiques d'un objet - sa forme, sa texture de surface, son éclairage, etc.

le rendu(rendu anglais - "visualisation") en infographie est le processus d'obtention d'une image à partir d'un modèle à l'aide d'un programme informatique.

Ici, un modèle est une description de tout objet ou phénomène dans un langage strictement défini ou sous la forme d'une structure de données. Une telle description peut contenir des données géométriques, la position du point de l'observateur, des informations sur l'éclairage, le degré de présence d'une substance, l'intensité champ physique etc.

Un exemple de visualisation est les images spatiales radar, qui représentent sous la forme d'une image des données obtenues au moyen d'un balayage radar de la surface d'un corps cosmique dans la gamme des ondes électromagnétiques invisibles à l'œil humain.

Souvent en infographie (artistique et technique), le rendu est compris comme la création d'une image plate (photo) basée sur une scène 3D développée. Une image est un bitmap numérique. Un synonyme dans ce contexte est Visualisation.

La visualisation est l'une des branches les plus importantes de l'infographie et, dans la pratique, elle est étroitement liée au reste. Généralement, les progiciels de modélisation et d'animation 3D incluent également une fonction de rendu. Il y a des produits logiciels Ceux qui effectuent le rendu.

Selon l'objectif, le pré-rendu se distingue comme un processus de rendu plutôt lent, qui est principalement utilisé lors de la création de vidéos et du rendu dans mode réel utilisé dans les jeux informatiques. Ce dernier utilise souvent des accélérateurs 3D.

Fonctionnalités de rendu

Il faudra beaucoup de temps pour perfectionner l'esquisse préliminaire - la durée de traitement d'images complexes par un ordinateur peut atteindre plusieurs heures. Pendant cette période, il y a :

• coloration
• détail de petits éléments
• élaboration d'effets d'éclairage - reflets de ruisseaux, d'ombres et autres
• affichage des conditions climatiques
• mise en œuvre d'autres détails pour augmenter le réalisme.

La complexité du traitement affecte la formation du prix de la visualisation 3D, plus cela prend de temps, plus il sera coûteux de travailler sur le projet. Dans la mesure du possible, les modélisateurs simplifient le processus de rendu, par exemple, calculent des moments individuels ou utilisent d'autres outils pour réduire le temps de rendu sans compromettre sa qualité.

Qui rend ?

Le métier le plus courant qui nécessite de savoir rendre est "concepteur 3D". Un spécialiste de ce genre peut tout créer : d'une bannière élémentaire à des modèles de jeux informatiques.

Et, bien sûr, un concepteur 3D s'occupe non seulement du rendu, mais également de toutes les étapes précédentes de la création de graphiques 3D, à savoir : modélisation, texturation, éclairage, animation, et seulement après cela - visualisation.

Cependant, un concepteur 3D ne travaille pas avec des formules mathématiques et physiques, les décrivant dans des langages de programmation. Tout cela est fait pour lui par des programmes de compilation (3D Max, Maya, Cinema 4D, Zbrush, Blender, etc.) et des bibliothèques déjà écrites de propriétés physiques (ODE, Newton, PhysX, Bullet, etc.).

Séparément, parmi les programmes ci-dessus qui vous permettent de créer des graphiques 3D, vous devez mettre en évidence programme gratuit OGRE 3D - moteurs graphiques spécifiquement pour le rendu, avec lesquels vous pouvez non seulement créer des "images", mais également mettre en œuvre un ensemble, et surtout, un jeu informatique à part entière. Par exemple, Torchlight utilise OGRE comme moteur de jeu.

Eh bien, pour traiter une telle quantité et qualité de scènes graphiques, un ordinateur de bureau ne suffira pas, donc, récemment, non seulement des programmes ont été créés pour le rendu, mais aussi des services pour traiter leurs processus, comme une «ferme de rendu». Et il convient de noter que le plaisir n'est pas bon marché, malgré bas prix le prix de rendu de la ferme de rendu est assez impressionnant - 3,9 cents / GHz-heure.

Types de rendu : en ligne et pré-rendu

Il existe deux principaux types de rendu, selon la vitesse à laquelle l'image finie doit être obtenue. Le premier est le rendu en temps réel, qui est nécessaire pour graphiques interactifs, principalement dans les jeux informatiques. Il a besoin d'un rendu rapide, l'image doit être affichée instantanément, donc une grande partie de la scène est calculée à l'avance et stockée en tant que données séparées. Ceux-ci incluent des textures qui définissent apparence objets et éclairage.

Les programmes utilisés pour le rendu en ligne utilisent principalement les ressources de la carte graphique et mémoire vive l'ordinateur et, dans une moindre mesure, le processeur. Pour le rendu de scènes plus complexes visuellement, ainsi que là où la question de la vitesse n'est pas si pertinente, lorsque la qualité du rendu est beaucoup plus importante, d'autres méthodes et programmes de rendu sont utilisés. Dans ce cas, toute la puissance est utilisée processeurs multicœurs, les paramètres les plus élevés pour la résolution de texture, le calcul de l'éclairage sont définis. Le post-traitement de rendu est souvent utilisé pour obtenir un degré élevé de photoréalisme ou l'effet artistique souhaité. Méthodes de rendu de scène Le choix des méthodes de rendu dépend de la tâche spécifique et souvent des préférences personnelles et de l'expérience du rendu.

De plus en plus de nouveaux systèmes de rendu sont développés - soit hautement spécialisés, soit universels. Aujourd'hui, les programmes de rendu les plus courants sont basés sur trois méthodes de calcul principales : Rasterization (Scanline) - une méthode dans laquelle une image est créée en rendant non pas des points de pixel individuels, mais des faces de polygones entières et de grandes surfaces. Les textures qui définissent les propriétés des objets, comme la lumière dans la scène, sont fixées en tant que données immuables. L'image résultante ne reflète souvent pas les changements de perspective dans l'éclairage, la profondeur de champ, etc. Elle est le plus souvent utilisée dans les systèmes de rendu de scènes dans les jeux et dans la production vidéo. Raytracing - la physique de la scène est calculée sur la base des rayons émanant de l'objectif de la caméra virtuelle et de l'analyse de l'interaction de chaque rayon avec les objets qu'il rencontre dans la scène. En fonction de la quantité et de la qualité de ces « rebonds », la réflexion ou la réfraction de la lumière, sa couleur, sa saturation, etc. avec une consommation accrue de ressources. Calcul de la lumière réfléchie (Radiosity) - chaque point, chaque pixel de l'image est doté d'une couleur qui ne dépend pas de la caméra. Elle est influencée par les sources lumineuses globales et locales et par l'environnement. Cette méthode permet de calculer l'apparence des réflexions de couleur et de lumière des objets adjacents sur la surface du modèle. La pratique montre que les systèmes de rendu les plus avancés et les plus populaires utilisent une combinaison de toutes ou des principales méthodes. Cela vous permet d'obtenir un photoréalisme et une fiabilité maximum dans l'affichage des processus physiques dans une scène donnée.

De nombreux éléments de l'environnement visuel d'une personne moderne d'aujourd'hui sont créés à l'aide de programmes d'infographie. Sans visualisations réalisées par des artistes 3D, ni un studio d'architecture ou de design, ni les fabricants de jeux informatiques ne peuvent le faire.

La technologie de création d'une telle image - photoréaliste ou imitant diverses techniques artistiques - comprend plusieurs étapes technologiques. Le rendu est le plus important d'entre eux, souvent le final, dont dépend le résultat final.

Origine du terme

Le mot "rendre" (ou "rendu") vient, comme beaucoup de technologies liées à l'IP, de la langue anglaise. Il vient du vieux français rendre, signifiant "faire", "donner", "rendre", "rendre". Les racines profondes de ce verbe remontent au latin ancien : concernant- un préfixe signifiant "retour", et oser- "donner".

Par conséquent - l'une des significations du terme moderne. Le rendu est également le processus de recréation d'une image plane basée sur un modèle tridimensionnel contenant des informations sur les propriétés physiques d'un objet - sa forme, sa texture de surface, son éclairage, etc.

Rendu et visualisation

D'abord inclus dans le lexique de ceux qui sont professionnellement engagés dans technologies numériques créer des images, ce mot est de plus en plus utilisé dans la vie de tous les jours. Ils demandent de fournir un rendu prêt à l'emploi, par exemple, lors de la commande de meubles - un objet séparé ou de l'ameublement d'une pièce entière, et lors de la conception d'un intérieur ou d'un bâtiment entier, un rendu est l'un des principaux moyens de transmettre au client le sens des idées d'un architecte ou d'un designer.

Il existe un synonyme de sens proche et plus souvent utilisé dans un environnement normal, bien que plus encombrant - la visualisation. Parmi les professionnels de l'infographie d'architecture ou de jeu, il est d'usage aujourd'hui d'avoir une spécialisation étroite: il y a ceux qui sont engagés dans la modélisation - ils créent des objets en trois dimensions, et ceux qui assurent le rendu de la scène finie - règlent l'éclairage, sélectionnent le point de vue et ajustez, puis lancez le programme de rendu.

Définitions

Ce mot a plusieurs sens :

• Le rendu, ou le rendu, est le dessin, le processus d'obtention d'un plan technique ou artistique sur la base de modèles numériques tridimensionnels créés à l'aide de progiciels- Blender, 3D Max, CINÉMA, Maya, etc.
• Le rendu est en fait le résultat d'un tel processus - une image raster, ainsi qu'une image de personnages et d'environnements dans des jeux informatiques ou des fichiers vidéo créés par des trideshniks utilisés dans la production de films - ordinaires ou animés.
• Render, ou renderer, est le nom d'un logiciel spécial, à l'aide duquel les modèles 3D sont convertis en image. De tels programmes peuvent être intégrés dans un package graphique ou utilisés comme candidatures individuelles: RenderMan, Mental Ray, V-ray, Corona, Brasil, Maxwell, FinalRender, Fryrender, Modo et bien d'autres. Les rendus, comme tout ce qui touche à la technologie numérique, sont constamment mis à jour. Ils diffèrent par les algorithmes utilisés pour calculer caractéristiques physiques modèles et leur environnement. Sur cette base, des systèmes de rendu entiers sont créés qui vous permettent de créer vos propres matériaux, lampes, caméras, etc.

Types de rendu : en ligne et pré-rendu

Il existe deux principaux types de rendu, selon la vitesse à laquelle l'image finie doit être obtenue. Le premier est le rendu en temps réel, qui est nécessaire dans les graphiques interactifs, principalement dans les jeux informatiques. Il a besoin d'un rendu rapide, l'image doit être affichée instantanément, donc une grande partie de la scène est calculée à l'avance et stockée en tant que données séparées. Ceux-ci incluent des textures qui définissent l'apparence des objets et l'éclairage. Les programmes utilisés pour le rendu en ligne utilisent principalement les ressources de la carte graphique et de la RAM de l'ordinateur et, dans une moindre mesure, le processeur.

Pour le rendu de scènes plus complexes visuellement, ainsi que là où la question de la vitesse n'est pas si pertinente, lorsque la qualité du rendu est beaucoup plus importante, d'autres méthodes et programmes de rendu sont utilisés. Dans ce cas, toute la puissance est utilisée, les paramètres les plus élevés pour la résolution de texture, le calcul de l'éclairage sont définis. Le post-traitement de rendu est souvent utilisé pour obtenir un degré élevé de photoréalisme ou l'effet artistique souhaité.

Méthodes de rendu de scène

Le choix des méthodes d'obtention d'une image dépend de la tâche spécifique et souvent de l'expérience du visualiseur. De plus en plus de nouveaux systèmes de rendu sont développés - soit hautement spécialisés, soit universels. Aujourd'hui, les programmes de rendu les plus courants sont basés sur trois principales méthodes de calcul :

• La rastérisation (Scanline) est une méthode dans laquelle une image est créée en rendant non pas des points de pixel individuels, mais des faces de polygones entiers et de grandes zones de surfaces. Les textures qui définissent les propriétés des objets, comme la lumière dans la scène, sont fixées en tant que données immuables. L'image résultante ne reflète souvent pas les changements de perspective dans l'éclairage, etc. Elle est le plus souvent utilisée dans les systèmes de rendu de scènes dans les jeux et dans la production vidéo.
• Raytracing - la physique de la scène est calculée sur la base des rayons émanant de l'objectif de la caméra virtuelle et de l'analyse de l'interaction de chaque rayon avec les objets qu'il rencontre dans la scène. En fonction de la quantité et de la qualité de ces "rebonds", on simule un reflet ou sa couleur, sa saturation, etc.. La qualité de l'image obtenue est bien supérieure par rapport à la rastérisation, mais il faut payer son réalisme avec une consommation accrue de ressources.
• Calcul de la lumière réfléchie (Radiosity) - chaque point, chaque pixel de l'image est doté d'une couleur qui ne dépend pas de la caméra. Elle est influencée par les sources lumineuses globales et locales et par l'environnement. Cette méthode permet de calculer l'apparence des réflexions de couleur et de lumière des objets adjacents sur la surface du modèle.

La pratique montre que les systèmes de rendu les plus avancés et les plus populaires utilisent une combinaison de toutes ou des principales méthodes. Cela vous permet d'obtenir un photoréalisme et une fiabilité maximum dans l'affichage des processus physiques dans une scène donnée.

Séquence de rendu

Bien que l'approche moderne en infographie préfère séparer le rendu en une étape distincte, ce qui nécessite la présence de connaissances et de compétences particulières, en fait, il est indissociable de l'ensemble du processus de préparation du rendu. Si, par exemple, un intérieur est en cours de conception, le rendu dépendra du type de matériaux utilisés, et chaque système de rendu a son propre algorithme pour simuler la texture et la texture de surface.

Il en est de même pour l'éclairage de scène. Mise en place de la lumière naturelle et artificielle, propriétés des ombres propres et tombantes, force des réflexes, effets d'auto-luminescence - la prochaine étape dans la création d'une visualisation de scène. La configuration du rendu dépend du logiciel utilisé et des performances du système. Chaque package et programme de visualisation a ses propres subtilités et nuances.

Par exemple, Corona Renderer a la capacité d'ajuster les paramètres directement lors du développement de l'image finale. En mode en ligne, vous pouvez modifier la puissance des lampes, régler la couleur, la netteté de l'image.

Post-traitement des résultats de rendu

Pour une tâche spécifique, il est logique d'appliquer des techniques de visualisation spéciales. L'architecture nécessite des moyens picturaux différents de ceux de la création d'une illustration technique. Le rendu d'extérieurs, par exemple, nécessite souvent que l'artiste maîtrise les packages graphiques bitmap, dont le plus populaire est Adobe Photoshop. De plus, cela n'est pas toujours fait pour augmenter le photoréalisme. Les tendances modernes de la présentation architecturale prévoient l'imitation de graphiques dessinés à la main - aquarelles, gouache, dessins à l'encre, etc.

Le post-traitement de qualité d'un rendu commence généralement par un choix format souhaité dossier reçu après la fin du programme. Il est accepté de sauvegarder l'image finie en couches, en utilisant des canaux de couleur séparés. Cela vous permet d'obtenir un résultat élevé en réunissant tous les calques en une seule image, en utilisant un réglage des couleurs plus précis et plus fin.

Rendu et performances du système

La réalisation d'une visualisation de haute qualité ne dépend pas seulement d'un logiciel de processus. Le résultat final est influencé par la puissance du matériel utilisé. Ce facteur affecte particulièrement la vitesse de travail - une scène complexe prend parfois plusieurs jours à être rendue si l'ordinateur n'a pas assez de RAM ou a un processeur peu performant.

Comment accélérer le rendu et améliorer le résultat final s'il n'y a pas assez de ressources ? Vous pouvez modifier les paramètres du programme en réduisant la résolution des textures des matériaux et de l'image finale à des valeurs raisonnables, en modifiant les paramètres des luminaires afin que la lumière et les ombres soient rendues dans des zones plus grandes, sans détails excessifs, etc. S'il y a un réseau, vous pouvez utiliser un rendu par lots, lorsque pour calculer les images sont tirées par la puissance d'autres ordinateurs.

ferme de rendu

Il est aujourd'hui possible d'utiliser les capacités de grappes informatiques distantes qui fournissent des services de traitement par lots de fichiers 3D. Ce sont des systèmes performants capables de restituer les scènes les plus complexes et les plus riches en peu de temps. Ils feront face à tous les effets visuels, même lors de la création de longs fichiers vidéo.

En contactant un fournisseur de tels services, dont une liste est toujours disponible sur Internet, en convenant du coût et des conditions de préparation des fichiers, vous pouvez économiser considérablement sur la rapidité du travail et atteindre le niveau de qualité requis de l'image finale. . Ces entreprises disposent de plusieurs milliers de processeurs et de centaines de téraoctets de RAM. La ferme de rendu calcule le coût du travail en fonction de la taille du fichier source et du temps de rendu. Par exemple, le coût d'une image avec une résolution de 1920x1080, dont le rendu prendra 3 heures sur un équipement standard, est d'environ 100 roubles. La scène est rendue en 8 minutes.

Bon choix

La réponse à la question de savoir comment rendre un objet petit et simple ou une présentation animée visuellement riche d'un règlement de chalet nécessite une approche différente. En cas d'exécution indépendante d'un tel travail, il est nécessaire de sélectionner correctement le logiciel nécessaire et de veiller à la puissance suffisante de l'équipement informatique. Dans tous les cas, la dernière étape du travail - le rendu - dépendra de votre satisfaction avec le résultat final.

Le choix des éditeurs

Qu'est-ce que le rendu (rendu) et quelles fonctionnalités ce processus a-t-il

Infographie- une partie importante de presque toutes les sphères et tous les environnements avec lesquels une personne interagit.

Tous les objets de l'environnement urbain, la conception des locaux, des articles ménagers et au stade de leur conception et de leur mise en œuvre ont été réalisés sous la forme d'un modèle informatique en trois dimensions, qui est dessiné en programmes spéciaux artistes.

Le dessin du modèle se déroule en plusieurs étapes, l'une des étapes finales est le rendu - ce qu'il est et comment il est réalisé est décrit dans ce document.

Définition

Le rendu (ou, comme on l'appelle aussi, le rendu) est l'un des derniers processus de traitement et de rendu d'un certain modèle informatique tridimensionnel volumétrique.

Techniquement, c'est le processus de "collage" ou d'appariement, créant une image tridimensionnelle à partir d'un certain nombre d'images bidimensionnelles. Selon la qualité ou les détails, il peut y avoir peu ou beaucoup d'images en deux dimensions.

De plus, parfois à ce stade, dans le processus de «collecte» du modèle, certains éléments tridimensionnels peuvent être utilisés.

Ce processus est assez complexe et long. Il est basé sur divers calculs effectués à la fois par l'ordinateur et par l'artiste lui-même (dans une moindre mesure).

Important! Les programmes qui vous permettent de le faire sont conçus pour fonctionner avec Graphiques 3D, ce qui signifie qu'ils sont assez puissants et nécessitent des ressources matérielles importantes et une quantité importante de RAM.

Ils mettent une charge importante sur le matériel de l'ordinateur.

Champ d'application

Dans quels domaines ce concept est-il applicable et est-il nécessaire de mener une telle démarche ?

Ce processus est nécessaire dans tous les domaines où la compilation de modèles tridimensionnels tridimensionnels est impliquée, et en général infographie, et ce sont presque toutes les sphères de la vie avec lesquelles une personne moderne peut interagir.

La conception informatique est utilisée dans :

• Conception de bâtiments et de structures;
• architecture de paysage;
• Concevoir l'environnement urbain;
• design d'intérieur;
• Presque chaque chose matérielle produite était autrefois un modèle informatique;
• Jeux vidéo;
• Production cinématographique, etc...

En même temps, ce processus, dans son essence, est définitif.

Il peut s'agir du dernier ou de l'avant-dernier lors de la conception d'un modèle.

Notez que le rendu est souvent désigné non pas comme le processus de compilation d'un modèle lui-même, mais comme son résultat - un modèle informatique tridimensionnel fini.

Technologie

Cette procédure peut être qualifiée de l'une des plus difficiles lorsque l'on travaille avec Images 3D et des objets en infographie.

Cette étape s'accompagne de calculs techniques complexes effectués par le moteur du programme - les données mathématiques sur la scène et l'objet à ce stade sont traduites dans l'image bidimensionnelle finale.

C'est-à-dire que la couleur, la lumière et d'autres données concernant un modèle tridimensionnel sont traitées pixel par pixel afin qu'elles puissent être affichées sous la forme d'une image bidimensionnelle sur un écran d'ordinateur.

C'est-à-dire qu'à l'aide d'une série de calculs, le système détermine exactement comment chaque pixel de chaque image bidimensionnelle doit être coloré de sorte que, sur l'écran de l'ordinateur de l'utilisateur, il ressemble à un modèle tridimensionnel.

Sortes

En fonction des caractéristiques de la technologie et du travail, on distingue deux types principaux d'un tel processus - il s'agit du rendu en temps réel et du rendu préliminaire.

En temps réel

Ce type est répandu, principalement dans les jeux informatiques.

Dans les conditions du jeu, l'image doit être calculée et alignée le plus rapidement possible, par exemple lorsque l'utilisateur se déplace dans l'emplacement.

Et bien que cela ne se produise pas «à partir de zéro» et qu'il y ait quelques blancs volumétriques initiaux, c'est tout de même, précisément à cause de cette fonctionnalité jeux d'ordinateur de ce type ont une charge très importante sur le matériel de l'ordinateur.

En cas d'échec dans ce cas, l'image peut changer et se déformer, des pixels déchargés peuvent apparaître, lorsque l'utilisateur (personnage) effectue des actions, l'image peut ne pas changer complètement ou partiellement.

En temps réel, un tel moteur dans les jeux fonctionne car il est impossible de prédire la nature des actions, la direction du mouvement du joueur, etc. (bien qu'il existe des scénarios les plus probables).

Pour cette raison, le moteur doit traiter l'image à une vitesse de 25 images par seconde., car même lorsque la vitesse tombe à 20 images par seconde, l'utilisateur ressentira une gêne, car l'image commencera à trembler et à ralentir.

Avec tout cela, le processus d'optimisation joue un rôle très important, c'est-à-dire les mesures que les développeurs prennent pour réduire la charge sur le moteur et augmenter ses performances pendant le jeu.

Pour cette raison, un rendu fluide nécessite avant tout une carte de texture et quelques simplifications graphiques acceptables.

De telles mesures aident à réduire la charge sur le moteur et le matériel informatique., ce qui conduit finalement au fait que le jeu est plus facile à démarrer, plus simple et plus rapide.

C'est la qualité d'optimisation du moteur de rendu qui détermine en grande partie la stabilité du jeu et le réalisme de tout ce qui se passe.

Préliminaire

Ce type est utilisé dans les situations où l'interactivité n'est pas importante.

Par exemple, ce type est largement utilisé dans l'industrie cinématographique, lors de la conception de tout modèle de fonctionnalité limitée, par exemple, conçu uniquement pour l'inspecter à l'aide d'un PC.

C'est-à-dire qu'il s'agit d'une approche plus simplifiée, qui est également possible, par exemple, dans la conception - c'est-à-dire dans des situations où les actions de l'utilisateur n'ont pas besoin d'être devinées, car elles sont limitées et calculées à l'avance (et dans cet esprit , le rendu peut être fait à l'avance).

Dans ce cas, lors de la visualisation du modèle, la charge ne repose pas sur le moteur du programme, mais sur le processeur central du PC. Dans le même temps, la qualité et la vitesse de création d'une image dépendent du nombre de cœurs, de l'état de l'ordinateur, de ses performances et du processeur.

Qu'est-ce que le rendu (rendu)

Rendu (Rendu) est le processus de création d'une image finale ou d'une séquence d'images à partir de données 2D ou 3D. Ce processus se déroule à l'aide de programmes informatiques et s'accompagne souvent de calculs techniques difficiles qui reposent sur la puissance de calcul de l'ordinateur ou sur ses composants individuels.

Le processus de rendu est présent d'une manière ou d'une autre dans différents domaines activité professionnelle, que ce soit l'industrie cinématographique, l'industrie du jeu vidéo ou les blogs vidéo. Souvent, le rendu est la dernière ou l'avant-dernière étape du travail sur le projet, après quoi le travail est considéré comme terminé ou nécessite un peu de post-traitement. Il convient également de noter que souvent, le processus de rendu lui-même n'est pas appelé un rendu, mais plutôt une étape déjà terminée de ce processus ou son résultat final.

les mots "Render".

Le mot Render (Rendu) est l'anglicisme, souvent traduit en russe par le mot « Visualisation”.

Qu'est-ce que le rendu en 3D ?

Le plus souvent, quand on parle de rendu, on entend le rendu en graphisme 3D. Il convient de noter tout de suite qu'en fait, dans le rendu 3D, il n'y a pas de trois dimensions en tant que telles, ce que l'on peut souvent voir dans une salle de cinéma avec des lunettes spéciales. Le préfixe "3D" dans le nom nous renseigne plutôt sur la façon dont le rendu est créé, qui utilise des objets en 3 dimensions créés dans logiciels d'ordinateur pour la modélisation 3D. En termes simples, à la fin, nous obtenons toujours une image 2D ou leur séquence (vidéo) qui a été créée (rendue) sur la base d'un modèle ou d'une scène 3D.

Le rendu est l'une des étapes les plus difficiles techniquement du travail avec des graphiques 3D. Pour expliquer cette opération langage clair, on peut faire une analogie avec le travail des photographes. Pour que la photo apparaisse dans toute sa splendeur, le photographe doit passer par certaines étapes techniques, par exemple, le développement du film ou l'impression sur une imprimante. Environ les mêmes étapes techniques sont alourdies par les artistes 3d qui, afin de créer l'image finale, passent par l'étape de mise en place du rendu et du processus de rendu lui-même.

Construction d'images.

Comme mentionné précédemment, le rendu est l'une des étapes techniques les plus difficiles, car lors du rendu, des calculs mathématiques complexes sont effectués par le moteur de rendu. À ce stade, le moteur traduit les données mathématiques de la scène en image 2D finale. Au cours du processus, la géométrie 3D, les textures et les données lumineuses de la scène sont converties en informations combinées sur la valeur de couleur de chaque pixel dans une image 2D. En d'autres termes, le moteur, sur la base des données dont il dispose, calcule de quelle couleur chaque pixel de l'image doit être peint afin d'obtenir une image complexe, belle et complète.

Types de rendu de base :

Globalement, il existe deux principaux types de rendu, les principales différences étant la vitesse à laquelle l'image est rendue et finalisée, ainsi que la qualité de l'image.

Qu'est-ce que le rendu en temps réel ?

Le rendu en temps réel est souvent largement utilisé dans les jeux et les graphiques interactifs, où l'image doit être rendue à la vitesse la plus élevée possible et affichée instantanément sous sa forme finale sur l'écran du moniteur.

Étant donné que le facteur clé de ce type de rendu est l'interactivité de l'utilisateur, l'image doit être rendue sans délai et presque en temps réel, car il est impossible de prédire avec précision le comportement du joueur et comment il interagira avec le jeu ou avec l'interactif. scène. Pour qu'une scène ou un jeu interactif fonctionne sans à-coups ni lenteur, le moteur 3D doit rendre l'image à une vitesse d'au moins 20 à 25 images par seconde. Si la vitesse de rendu est inférieure à 20 images, l'utilisateur ressentira une gêne de la scène, en regardant des secousses et des ralentis.

Le processus d'optimisation joue un rôle important dans la création d'un rendu fluide dans les jeux et les scènes interactives. Afin d'atteindre la vitesse de rendu souhaitée, les développeurs utilisent diverses astuces pour réduire la charge sur le moteur de rendu, en essayant de réduire le nombre forcé de rendus. Cela inclut la réduction de la qualité des modèles et des textures 3D, ainsi que l'écriture d'informations sur la lumière et les bosses sur des cartes de texture pré-cuites. Il convient également de noter que l'essentiel de la charge lors du rendu rendu en temps réel incombe à un équipement graphique spécialisé (carte vidéo -GPU), ce qui permet de réduire la charge de CPU(CPU) et libérer sa puissance de traitement pour d'autres tâches.

Qu'est-ce que le prérendu ?

Le pré-rendu est utilisé lorsque la vitesse n'est pas une priorité et qu'il n'y a pas besoin d'interactivité. Ce type de moteur de rendu est le plus souvent utilisé dans l'industrie cinématographique, lorsque l'on travaille avec des animations et des effets visuels complexes, ainsi que là où le photoréalisme et une très haute qualité d'image sont nécessaires.

Contrairement au rendu en temps réel, où la charge principale est tombée sur les cartes graphiques (GPU) En pré-rendu, la charge tombe sur l'unité centrale de traitement (CPU) et la vitesse de rendu dépend du nombre de cœurs, du multithreading et des performances du processeur.

Il arrive souvent que le temps de rendu d'une image prenne plusieurs heures voire plusieurs jours. Dans ce cas, les artistes 3D n'ont besoin que de peu ou pas d'optimisation et peuvent utiliser des modèles 3D de la plus haute qualité ainsi que des cartes de texture à très haute résolution. En conséquence, l'image est bien meilleure et plus photo-réaliste par rapport au rendu en temps réel.

Logiciel de rendu.

Aujourd'hui, il existe un grand nombre de moteurs de rendu sur le marché, qui diffèrent entre eux par leur vitesse, leur qualité d'image et leur facilité d'utilisation.

En règle générale, les moteurs de rendu sont intégrés dans de grands programmes graphiques 3D et ont un énorme potentiel. Parmi les programmes (packages) 3D les plus populaires, il existe des logiciels tels que :

• 3ds Max ;
• Maya;
• mixeur;
• cinéma 4d et etc.

Beaucoup de ces packages 3D ont déjà des moteurs de rendu inclus. Par exemple, le moteur de rendu Mental Ray est présent dans le package 3Ds Max. En outre, presque tous les moteurs de rendu populaires peuvent être connectés aux packages 3D les plus connus. Les moteurs de rendu populaires incluent :

• rayons V ;
• rayon mental;
• moteur de rendu corona et etc.

Je voudrais noter que bien que le processus de rendu comporte des erreurs mathématiques très complexes, les développeurs de programmes de rendu 3D essaient de toutes les manières possibles d'empêcher les artistes 3D de travailler avec les mathématiques complexes du programme de rendu sous-jacent. Ils essaient de fournir des paramètres de rendu paramétriques relativement faciles à comprendre, ainsi que des ensembles et des bibliothèques de matériaux et d'éclairage.

De nombreux moteurs de rendu sont devenus célèbres dans certains domaines de travail avec des graphiques 3D. Ainsi, par exemple, "V-ray" est très populaire auprès des visualiseurs architecturaux, en raison de la présence un grand nombre matériaux pour la visualisation architecturale et en général, bonne qualité rendre.

méthodes de visualisation.

La plupart des moteurs de rendu utilisent trois méthodes de calcul principales. Chacune d'elles a ses avantages et ses inconvénients, mais les trois méthodes ont le droit d'être utilisées dans certaines situations.

1. Ligne de balayage (ligne de balayage).

Le rendu Scanline est le choix de ceux qui privilégient la vitesse à la qualité. En raison de sa rapidité, ce type de rendu est souvent utilisé dans les jeux vidéo et les scènes interactives, ainsi que dans les fenêtres de divers packages 3D. Avec un adaptateur vidéo moderne, ce type de rendu peut produire une image en temps réel stable et fluide avec une fréquence de 30 images par seconde et plus.

Algorithme de travail :

Au lieu de rendre "pixel par pixel", l'algorithme du moteur de rendu "scanline" est qu'il détermine la surface visible dans les graphiques 3D, et travaillant sur le principe "ligne par ligne", trie d'abord les polygones nécessaires au rendu par le Y le plus élevé coordonnée, qui appartient au polygone donné, après quoi, chaque ligne de l'image est calculée en coupant la ligne avec le polygone le plus proche de la caméra. Les polygones qui ne sont plus visibles sont supprimés lorsque vous passez d'une ligne à la suivante.

L'avantage de cet algorithme est qu'il n'est pas nécessaire de transférer les coordonnées de chaque sommet de la mémoire principale vers celle de travail, et les coordonnées de seuls les sommets qui tombent dans la zone de visibilité et de rendu sont diffusées.

2. Lancer de rayons (lancer de rayons).

Ce type de rendu a été créé pour ceux qui souhaitent obtenir une image avec la plus haute qualité et un dessin détaillé. Le rendu de ce type particulier est très populaire parmi les fans de photoréalisme, et il convient de noter qu'il n'est pas décontracté. Très souvent, à l'aide du rendu par lancer de rayons, nous pouvons voir des clichés incroyablement réalistes de la nature et de l'architecture, que tout le monde ne peut pas distinguer de la photographie. De plus, c'est souvent la méthode du lancer de rayons qui est utilisée pour travailler sur des graphiques dans des bandes-annonces CG ou films.

Malheureusement, pour des raisons de qualité, cet algorithme de rendu est très lent et ne peut pas encore être utilisé dans les graphiques en temps réel.

Algorithme de travail :

L'idée de l'algorithme Raytrace est que pour chaque pixel sur l'écran conditionnel, un ou plusieurs rayons sont tracés de la caméra à l'objet tridimensionnel le plus proche. Le faisceau lumineux passe alors par un certain nombre de rebonds, qui peuvent inclure des réflexions ou des réfractions selon les matériaux de la scène. La couleur de chaque pixel est calculée de manière algorithmique en fonction de l'interaction du faisceau lumineux avec les objets sur son chemin tracé.

Méthode Raycast.

L'algorithme fonctionne sur la base de "jeter" des rayons comme s'ils provenaient des yeux de l'observateur, à travers chaque pixel de l'écran et de trouver l'objet le plus proche qui bloque le chemin d'un tel rayon. En utilisant les propriétés de l'objet, son matériau et l'éclairage de la scène, nous obtenons la couleur de pixel souhaitée.

Il arrive souvent que la « ray tracing method » (raytrace) soit confondue avec la méthode « ray casting ». Mais en fait, le "raycasting" (la méthode de lancement d'un rayon) est en fait une méthode simplifiée de "raytrace", dans laquelle il n'y a pas de traitement supplémentaire des rayons rebondis ou cassés, mais seule la première surface dans le chemin du rayon est calculée.

3. Radiosité.

Au lieu d'une "méthode de traçage de rayons", le rendu de cette méthode fonctionne indépendamment de la caméra et est orienté objet, contrairement à la méthode "pixel par pixel". La fonction principale de la "radiosité" est de simuler plus précisément la couleur de la surface en prenant en compte l'illumination indirecte (rebond de la lumière diffusée).

Les avantages de la "radiosité" sont des ombres graduées douces et des reflets de couleur sur l'objet, provenant d'objets aux couleurs vives proches.

La pratique consistant à utiliser ensemble la méthode Radiosity et Raytrace pour obtenir les rendus les plus impressionnants et les plus photoréalistes est très populaire.

Qu'est-ce que le rendu vidéo ?

Parfois, l'expression "rendre" est utilisée non seulement lorsque l'on travaille avec des infographies 3D, mais aussi lorsqu'on travaille avec des fichiers vidéo. Le processus de rendu vidéo commence lorsque l'utilisateur de l'éditeur vidéo a fini de travailler sur le fichier vidéo, a défini tous les paramètres dont il a besoin, pistes audio Et effets visuels. En fait, il ne reste plus qu'à combiner tout ce qui est fait dans un seul fichier vidéo. Ce processus peut être comparé au travail d'un programmeur, lorsqu'il écrit le code, après quoi il ne reste plus qu'à compiler tout le code dans un programme fonctionnel.

Comme un concepteur 3D et un utilisateur d'un éditeur vidéo, le processus de rendu est automatique et sans intervention de l'utilisateur. Il suffit de définir quelques paramètres avant de commencer.

La vitesse de rendu vidéo dépend de la durée et de la qualité requises pour la sortie. Fondamentalement, la majeure partie du calcul repose sur la puissance du processeur central, par conséquent, la vitesse de rendu vidéo dépend de ses performances.