Procesi i paraqitjes luan një rol vendimtar në ciklin e zhvillimit të grafikës kompjuterike . Ne nuk do të hyjmë në thellësi shumë këtu, por nuk do të ishte e plotë diskutimi i tubacionit CG, pa përmendur së paku mjetet dhe metodat për dhënien e imazheve 3D.
Ashtu si Zhvillimi i Filmit
Rendizimi është aspekti më teknikisht kompleks i prodhimit 3D, por në të vërtetë mund të kuptohet lehtësisht në kontekstin e një analogji: Shumë si një fotograf filmi duhet të zhvillojë dhe të shtypë fotot e tij para se të shfaqet, profesionistët e grafikës kompjuterike janë të ngarkuar me një domosdoshmëri.
Kur një artist po punon në një skenë 3D , modelet që ai manipulon janë në fakt një paraqitje matematikore e pikave dhe sipërfaqeve (më saktë, vertices dhe poligone) në hapësirën tre-dimensionale.
Termi pasqyrim i referohet llogaritjeve të kryera nga një motor i renditur i paketës së softuerit 3D për të përkthyer skenën nga një përafrim matematikor në një imazh të finalizuar 2D. Gjatë procesit, informacioni hapësinor, textural dhe ndriçimi i të gjithë skenës kombinohen për të përcaktuar vlerën e ngjyrës së çdo pixel në imazhin e rrafshuar.
Dy Llojet e Renderingut
Ekzistojnë dy lloje kryesore të renditjes, diferenca e tyre kryesore është shpejtësia në të cilën imazhet llogariten dhe finalizohen.
- Rendimi në kohë reale : Rendimi në kohë reale përdoret më së shumti në lojëra dhe grafikë interaktive, ku imazhet duhet të llogariten nga informacionet 3D në një ritëm jashtëzakonisht të shpejtë.
- Interaktiviteti: Për shkak se është e pamundur të parashikohet saktësisht se si një lojtar do të ndërveprojë me mjedisin e lojës, imazhet duhet të jepen në "kohë reale" kur veprimi shpaloset.
- Çështjet e shpejtësisë: Në mënyrë që mocioni të shfaqet në lëng, duhet të shfaqet një minimum prej 18-20 korniza për sekondë në ekran. Çdo gjë më e vogël se kjo dhe veprimi do të duket i ndezur.
- Metodat: Pasqyrimi në kohë reale përmirësohet në mënyrë drastike me anë të harduerëve të dedikuar grafikë (GPU) dhe duke para-përpiluar sa më shumë informacion që është e mundur. Një pjesë e madhe e informacionit të ndriçimit të ambientit të lojërave para-llogaritet dhe "pjek" drejtpërdrejt në skedarët e strukturës së mjedisit për të përmirësuar shpejtësinë e rendit.
- Jashtë ose Parazgjedhje: Pasqyrimi i jashtëm përdoret në situata ku shpejtësia është më pak e një problemi, me llogaritjet e kryera në mënyrë tipike duke përdorur CPU-të multi-core dhe jo hardware dedikuar.
- Parashikueshmëria: Renderingja e jashtme shihet më së shpeshti në animacion dhe efektet e punës ku kompleksiteti vizual dhe fotorealizmi mbahen në një standard shumë më të lartë. Meqë nuk ka asnjë parashikim në lidhje me atë që do të shfaqet në secilën kornizë, studiot e mëdha kanë qenë të njohura për të dedikuar deri në 90 orë duke i dhënë kohë kornizave individuale.
- Fotorealizmi: Për shkak se interpretimi offline ndodh brenda një afati kohor të hapur, nivelet më të larta të fotorealizmit mund të arrihen se sa me pasqyrimin në kohë reale. Karakteret, mjediset, dhe tekstet dhe dritat e tyre të shoqëruara në mënyrë tipike lejohen të numërohen më shumë poligone dhe 4k (ose më të larta) skedarë cilësi të zgjidhjes.
Teknikat e paraqitjes
Ekzistojnë tre teknika kryesore të llogaritjes të përdorura për interpretimin më të madh. Secili ka grupin e vet të avantazheve dhe disavantazheve, duke i bërë të gjitha tri opsionet e mundshme në situata të caktuara.
- Scanline (ose rasterizim): Rendering Scanline përdoret kur shpejtësia është një domosdoshmëri, gjë që e bën atë teknikën e zgjedhjes për paraqitjen në kohë reale dhe grafikë interaktive. Në vend të paraqitjes së imazhit piksel nga pikseli, skanerët e skanilit llogarisin në një poligonin sipas bazës së poligonit. Teknikat Scanline të përdorura në lidhje me ndriçimin e paracaktuar (pjekur) mund të arrijnë shpejtësi prej 60 kornizave për sekondë ose më të mirë në një kartë grafike të lartë.
- Raytracing: Në raytracing, për çdo piksel në skenë, një (ose më shumë) rreze (e) të dritës gjurmohen nga kamera në objektin më të afërt 3D. Rrezet e dritës pastaj kalojnë nëpër një numër të caktuar të "bounces", të cilat mund të përfshijnë reflektim ose thyerje në varësi të materialeve në skenën 3D. Ngjyra e çdo pixel llogaritet në mënyrë algoritme bazuar në bashkëveprimin e rrezeve të dritës me objektet në rrugën e saj të gjurmuar. Raytracing është i aftë për një fotorealizëm më të madh sesa scanline, por është eksponencialisht më i ngadalshëm.
- Radiosity: Ndryshe nga raytracing, radiosity llogaritet pavarësisht nga kamera, dhe është e orientuar në sipërfaqe sesa pixel-by-pixel. Funksioni primar i rrezatimit është të simulojë me saktësi ngjyrën e sipërfaqes duke kontabilizuar ndriçimin indirekt (drita e shpërndarë). Radiosity karakterizohet në mënyrë tipike nga hijet e diplomuar të butë dhe gjakderdhje ngjyrash, ku drita nga sendet me ngjyra të ndezura "hidhet" në sipërfaqet e afërta.
- Në praktikë, radiosity dhe raytracing janë përdorur shpesh në lidhje me njëri-tjetrin, duke përdorur avantazhet e secilit sistem për të arritur nivele mbresëlënëse të photorealism.
Rendering Software
Megjithëse renditja bazohet në llogaritjet tepër të sofistikuara, softueri i sotëm siguron parametra të lehtë për t'u kuptuar që e bëjnë atë kështu që një artist kurrë nuk duhet të merret me matematikën themelore. Një motor render është përfshirë me çdo suitë të softuerit të madh 3D dhe shumica e tyre përfshijnë pako materiale dhe ndriçimi që bëjnë të mundur arritjen e niveleve mahnitëse të fotorealizmit.
Dy motorët më të zakonshëm të paraqitjes:
- Mendor Ray - Paketuar me Autodesk Maya. Ray mendor është tepër i zhdërvjellët, relativisht i shpejtë dhe ndoshta më i aftë për imazhet e karakterit që kanë nevojë për shpërndarje të sipërfaqeve nëntokësore. Shenja mendore përdor një kombinim të raytracing dhe "ndriçimit global" (radiosity).
- V-Ray - Ju zakonisht shihni V-Ray përdorur në lidhje me 3DS Max-së së bashku palë është absolutisht e pakrahasueshme për vizualizimi arkitektonike dhe paraqitjen e mjedisit. Përparësitë kryesore të VRay mbi konkurrentin e saj janë veglat e saj të ndriçimit dhe bibliotekat e gjera të materialeve për arkiv.
Rendizimi është një subjekt teknik, por mund të jetë mjaft interesant kur fillon me të vërtetë të hedhësh një vështrim më të thellë në disa nga teknikat e zakonshme.