Mae'r broses rendro yn chwarae rhan hanfodol yn y cylch datblygu graffeg cyfrifiadurol . Ni fyddwn yn mynd i ormod o ddyfnder yma, ond ni fyddai unrhyw drafodaeth ar y biblinell CG yn gyflawn heb sôn am yr offer a'r dulliau o rendro delweddau 3D o leiaf.
Fel Datblygu Ffilm
Rendering yw'r agwedd fwyaf cymhleth o ran cynhyrchu 3D, ond gellir ei ddeall yn eithaf hawdd yng nghyd-destun cyfatebiaeth: Mae'n rhaid i ffotograffydd ffilmiau tebyg i ddatblygu ac argraffu ei luniau cyn iddynt gael eu harddangos, mae gweithwyr proffesiynol graffeg cyfrifiadurol yn cael eu beichiogrwydd yn debyg angen.
Pan fydd artist yn gweithio ar olygfa 3D , mae'r modelau y mae'n eu trin yn gynrychiolaeth fathemategol o bwyntiau ac arwynebau mewn gwirionedd (yn fwy penodol, fertigau a pholygonau) mewn lle tri dimensiwn.
Mae'r term rendro yn cyfeirio at y cyfrifiadau a berfformiwyd gan beiriant rendro pecyn meddalwedd 3D i gyfieithu'r olygfa o frasamcaniaeth fathemategol i ddelwedd 2D derfynol. Yn ystod y broses, cyfunir gwybodaeth ofodol, gweadol a goleuo'r olygfa gyfan i bennu gwerth lliw pob picsel yn y ddelwedd wedi'i fflatio.
Dau fath o Rendro
Mae dau brif fath o rendro, a'u prif wahaniaeth yw'r cyflymder y mae delweddau'n cael eu cyfrifo a'u cwblhau.
- Renderu Amser Real : Mae Renderu Amser Real yn cael ei ddefnyddio amlycaf mewn gemau a graffeg rhyngweithiol, lle mae'n rhaid cyfrifo delweddau o wybodaeth 3D ar gyflymder rhyfeddol.
- Rhyngweithiad: Gan ei bod yn amhosibl rhagweld yn union sut y bydd chwaraewr yn rhyngweithio ag amgylchedd y gêm, mae'n rhaid i luniau gael eu rendro mewn "amser real" wrth i'r camau fynd rhagddo.
- Materion Cyflymder: Er mwyn i'r cynnig ymddangos yn hylif, rhaid cyflwyno o leiaf 18 - 20 ffram yr eiliad i'r sgrin. Bydd unrhyw beth sy'n llai na hyn a chamau gweithredu'n ymddangos yn ddrwg.
- Y dulliau: Mae rendro amser real yn cael ei wella'n sylweddol gan galedwedd graffeg ymroddedig (GPUs), a thrwy gyn-gynhyrchu cymaint o wybodaeth â phosib. Mae llawer iawn o wybodaeth goleuadau amgylchedd gêm yn cael ei gyfrifo ymlaen llaw a'i "becio" yn uniongyrchol i ffeiliau gwead yr amgylchedd i wella cyflymder rendro.
- Offline neu Pre-Rendering: Defnyddir rendro ar-lein mewn sefyllfaoedd lle mae cyflymder yn llai o broblem, gyda chyfrifiadau'n cael eu perfformio'n nodweddiadol gan ddefnyddio CPUau aml-graidd yn hytrach na chaledwedd graffeg ymroddedig.
- Rhagfynegoldeb: Gwelir rendro ar-lein yn amlaf mewn gwaith animeiddio ac effeithiau lle mae cymhlethdod gweledol a ffotorealiaeth yn cael ei ddal i safon llawer uwch. Gan nad oes anrhagweladwy o ran yr hyn a fydd yn ymddangos ym mhob ffrâm, gwyddys bod stiwdios mawr yn cyflwyno hyd at 90 awr o amser rendro i fframiau unigol.
- Ffotorealiaeth: Oherwydd bod rendro all-lein yn digwydd o fewn ffrâm amser penagored, gellir cyflawni lefelau uwch o ffotorealiaeth na gyda rendro amser real. Fel arfer, mae cymeriadau, amgylcheddau, a'u gweadau a'u goleuadau cysylltiedig yn caniatáu cyfrifau polygon uwch, a ffeiliau gwead datrys 4k (neu uwch).
Technegau Renderu
Mae yna dri thechneg gyfrifiadurol fawr a ddefnyddir ar gyfer y rhan fwyaf o rendro. Mae gan bob un ei set o fanteision ac anfanteision ei hun, gan wneud y tri opsiwn ymarferol mewn rhai sefyllfaoedd.
- Scanline (neu rasterization): Defnyddir rendro sganlin pan fo cyflymder yn angenrheidiol, sy'n ei gwneud yn dechneg o ddewis ar gyfer rendro amser real a graffeg rhyngweithiol. Yn hytrach na rendro delwedd picsel-by-pixel, mae rendrwyr scanline yn cyfrifo ar polygon yn ôl polygon. Gall technegau sganline a ddefnyddir mewn cydweithrediad â goleuadau a gynhwysir ymlaen llaw (pobi) gyflymdra o 60 ffram yr eiliad neu well ar gerdyn graffeg diwedd.
- Raytracing: Yn raytracing, ar gyfer pob picsel yn yr olygfa, olrhain un (neu ragor) o pelydrau golau o'r camera i'r gwrthrych 3D agosaf. Yna caiff y pelydr golau ei basio trwy nifer set o "bounces", a all gynnwys myfyrio neu gyfeirio yn dibynnu ar y deunyddiau yn y olygfa 3D. Mae lliw pob picsel yn cael ei gyfrifo yn algorithmig yn seiliedig ar ryngweithio pelydrau golau gydag amcanion yn ei lwybr olrhain. Mae rhith-drin yn gallu mwy o ffotorealiaeth na scanline ond mae'n anhyblyg yn arafach.
- Radiosedd: Yn wahanol i raytracing, cyfrifir radiosedd yn annibynnol ar y camera, ac mae'n wynebu wyneb yn hytrach na picsel-by-pixel. Prif swyddogaeth radiosedd yw efelychu'r lliw arwyneb yn fwy cywir trwy gyfrifo goleuo anuniongyrchol (golau gwasgaredig bownsio). Yn nodweddiadol, nodweddir cysondeb meddal a gwaedu lliw sy'n nodweddiadol o radiosedd, lle mae golau o wrthrychau lliwgar yn "gwaedu" ar arwynebau cyfagos.
- Yn ymarferol, caiff radiosedd a raytracing eu defnyddio'n aml ar y cyd â'i gilydd, gan ddefnyddio manteision pob system i gyrraedd lefelau trawiadol o ffotorealiaeth.
Meddalwedd Renderio
Er bod rendro yn dibynnu ar gyfrifiadau anhygoel soffistigedig, mae meddalwedd heddiw yn darparu paramedrau hawdd i'w deall sy'n ei gwneud felly nid yw artist byth yn gorfod delio â'r mathemateg sylfaenol. Mae peiriant rendro wedi'i gynnwys gyda phob prif feddalwedd 3D, ac mae'r rhan fwyaf ohonynt yn cynnwys pecynnau deunydd a goleuadau sy'n ei gwneud hi'n bosibl i gyflawni lefelau trawiadol o ffotorealiaeth.
Y ddau injan rendr mwyaf cyffredin:
- Ray Meddyliol - Wedi'i becynnu gyda Autodesk Maya. Mae Ray Meddyliol yn hynod hyblyg, yn gymharol gyflym, ac mae'n debyg y darlunydd mwyaf cymwys ar gyfer delweddau cymeriad sydd angen gwasgariad tanysgrifio. Mae pelydr meddwl yn defnyddio cyfuniad o raytracing a "goleuo byd-eang" (radiosedd).
- V-Ray - Fel rheol gwelwch V-Ray a ddefnyddir ar y cyd â 3DS Max-ynghyd â'r pâr yn gwbl annisgwyl ar gyfer delweddu pensaernïol a rendro amgylchedd. Prif fanteision VRay dros ei gystadleuydd yw ei offer goleuadau a llyfrgell deunyddiau helaeth ar gyfer arch-viz.
Mae renderio yn bwnc technegol, ond gall fod yn eithaf diddorol pan fyddwch yn dechrau edrych yn ddyfnach ar rai o'r technegau cyffredin.