Rendering è il processo finale di generazione di un immagine 2D o di una animazione reale dalla scena preparata. Ciò può essere conparata allo scatto di una foto o a filmare la scena dopo che la messa a punto è rifinita nella realtà. Parecchi differenti e spesso specializzati , metodi di render sono stati sviluppati. Questi variano dalla rappresentazione distintamente non-realistica del wireframe attraverso la rappresentazione poligono-basata, alle tecniche più avanzate come: rappresentazione di scanline, tracciato di raggio, o radiosity. La rappresentazione può prendere a partire dai secondi ai giorni per una singole immagine/struttura. I metodi differenti sono adatti generalmente più meglio per la rappresentazione photo-realistic, o la rappresentazione in tempo reale.
Real-Time
Un esempio di un'immagine raggio-seguita che richiede tipicamente i secondi o i minuti per rendere. Il foto-realismo è apparente.
Un esempio di un'immagine raggio-seguita che richiede tipicamente i secondi o i minuti per rendere. Il foto-realismo è apparente.
La rappresentazione per i mezzi interattivi, quali i giochi e le simulazioni, è calcolata e visualizzata in tempo reale, ai tassi di circa 20 - 120 fotogrammi al secondo. Nella rappresentazione in tempo reale, l'obiettivo è di mostrare tante informazioni come possibile poichè l'occhio può procedare in un trentesima di un secondo (o di un telaio, nel caso della struttura-per-seconda animazione 30). L'obiettivo qui è soprattutto la velocità e non il foto-realismo. Infatti, qui gli sfruttamenti sono fatti nel senso che l'occhio “percepisce„ il mondo e di conseguenza l'immagine finale presentata non è necessariamente quella del nell'ambiente, ma di una fine abbastanza affinchè l'occhio umano tolleri. Il software della rappresentazione può simulare tali effetti visivi come l'obiettivo svasa, la profondità del campo o la sfuocatura di movimento. Questi sono tentativi di simulare i fenomeni visivi derivando dalle caratteristiche ottiche delle macchine fotografiche e dell'occhio umano. Questi effetti possono prestare un elemento del realismo ad una scena, anche se l'effetto è soltanto un artefatto simulato di una macchina fotografica. Ciò è il metodo di base impiegato nei giochi, mondi interattivi, VRML. L'aumento veloce nella potenza di elaborazione del calcolatore ha permesso un grado di realismo progressivamente più alto anche per la rappresentazione in tempo reale, compreso le tecniche quale la rappresentazione di HDR. La rappresentazione in tempo reale è spesso poligonale ed aiutata da GPU del calcolatore.
Non real-time Immagine generata da calcolatore generata da Gilles Tran using il POV-Raggio 3.6. I vetri, il portacenere e la brocca sono stati modellati con il rinoceronte ed i dadi con il cinematografo 4D. Immagine generata da calcolatore generata da Gilles Tran using il POV-Raggio 3.6. I vetri, il portacenere e la brocca sono stati modellati con il rinoceronte ed i dadi con il cinematografo 4D. Le animazioni per i mezzi noninterattivi, quali i lungometraggi ed il video, sono rese molto più lentamente. La rappresentazione Non-real di tempo permette al leveraging della potenza di elaborazione limitata per ottenere l'più alta qualità di immagine. I tempi della rappresentazione per le diverse strutture possono variare a partire da alcuni secondi a parecchi giorni per le scene complesse. Le strutture rese sono immagazzinate su un disco rigido allora possono essere trasferite ad altri mezzi quali la pellicola cinematografica o il disc ottico. Queste strutture allora sono visualizzate in sequenza agli alti tassi di struttura, ad in genere 24, 25, o 30 fotogrammi al secondo, per realizzare l'illusione di movimento.
foto-realismoQuando l'obiettivo è il foto-realismo, le tecniche sono impiegate quali il tracciato di raggio o il radiosity. Ciò è il metodo di base impiegato nei mezzi digitali e negli impianti artistici. Le tecniche sono state sviluppate allo scopo di simulare altri effetti naturali, quale l'interazione di luce con le varie forme di materia. Gli esempi di tali tecniche comprendono i sistemi della particella (che possono simulare la pioggia, il fumo, o il fuoco), il campione volumetrico (per simulare nebbia, polvere ed altri effetti atmosferici spaziali), le sostanze caustiche (per simulare focalizzazione chiara dalle superfici dirifrazione irregolari, quali le ondulazioni chiare vedute sulla parte inferiore di una piscina) e la dispersione della sottosuperficie (per simulare luce che riflette all'interno dei volumi di oggetti solidi quale pelle umana). Il processo della rappresentazione è informaticamente costoso, dato la varietà complessa di processi fisici che sono simulati. La potenza di elaborazione del calcolatore è aumentato velocemente nel corso degli anni, concedendo per un grado progressivamente più alto di rappresentazione realistica. Gli studi cinematografici che producono tipicamente le animazioni generate da calcolatore usano un'azienda agricola di rappresentazione per generare le immagini tempestivamente. Tuttavia, i costi di caduta dei fissaggi significano che è interamente possibile generare le piccole quantità di animazione 3D su un sistema del calcolatore personale. L'uscita del renderer è usata spesso come soltanto una piccola parte di una scena cinematografica completata. Molti strati di materiale possono essere resi esclusivamente ed essere integrati nel colpo finale using software compositing..
modelli di ombreggiatura e di riflessione I modelli della riflessione/di dispersione e di ombreggiatura sono usati per descrivere l'apparenza di una superficie. Anche se queste edizioni possono sembrare come i problemi tutti da sè, sono studiate quasi esclusivamente all'interno del contesto della rappresentazione. I grafici di calcolatore moderni 3D contano molto su un modello semplificato di riflessione di Phong denominato modello di riflessione (non essere confuso con ombreggiatura di Phong). Nella rifrazione di luce, un concetto importante è l'indice di rifrazione. Nella maggior parte delle esecuzioni di programmazione 3D, il termine per questo valore è “indice di rifrazione, IOR„ solitamente abbreviato “.„ L'ombreggiatura può essere suddivisa in due edizioni ortogonali, che sono studiate spesso indipendente:
- Riflessione/spargere - come la luce interagisce con la superficie ad un punto dato
- ombreggiatura - come le proprietà materiali variano attraverso la superficie
La riflessione o spargere è il rapporto fra l'illuminazione ricevuta ed uscente ad un punto dato. Le descrizioni di dispersione sono date solitamente in termini di funzione di distribuzione di dispersione o BSDF bidirezionale. Le tecniche popolari della rappresentazione di riflessione nei grafici di calcolatore 3D includono:
- Ombreggiatura piana: Una tecnica che protegge ogni poligono di un oggetto ha basato “sul normale„ del poligono e la posizione ed intensità di una sorgente luminosa.
- Ombreggiatura di Gouraud: Inventato dal H. Gouraud in 1971, una tecnica veloce e risorsa-cosciente di ombreggiatura di vertice usata per simulare le superfici uniformemente protette
- Tracciato di struttura: Una tecnica per la simulazione del gran numero del particolare di superficie tracciando le immagini (strutture) sui poligoni
- Ombreggiatura di Phong: Inventato da Bui Tuong Phong, usato per simulare i punti culminanti speculari e per lisciare le superfici protette.
- Tracciato dell'urto: Inventato da Jim Blinn, una tecnica di normale-perturbazione usata per simulare le superfici spiegazzate.
- Ombreggiatura del cel: Una tecnica usata per imitare lo sguardo dell'animazione disegnata a mano.
Ombreggiatura degli indirizzi come i tipi differenti di dispersioni si distribuiscono attraverso la superficie (cioè, che spargere la funzione si applica dove). Le descrizioni di questo genere sono espresse tipicamente con un programma denominato uno shader. (Nota che ci è una certa confusione poiché la parola “shader„ a volte è usata per i programmi che descrivono la variazione geometrica locale.) Un esempio semplice di ombreggiatura è tracciato di struttura, che usa un'immagine per specificare il colore diffuso ad ogni punto su una superficie, fornentegli il particolare più apparente. [pubblicare] trasporto Il trasporto descrive come l'illuminazione in una scena ottiene da un posto ad un altro. La visibilità è una componente importante del trasporto chiaro. [pubblicare] proiezione Proiezione di prospettiva Proiezione di prospettiva Gli oggetti tridimensionali protetti devono essere appiattiti in moda da il visualizzatore - vale a dire un monitor - potere visualizzarlo in soltanto due dimensioni, questo processo è denominato proiezione 3D. Ciò è fatta using proiezione e, per la maggior parte delle applicazioni, la proiezione di prospettiva. L'idea di base dietro la proiezione di prospettiva è che gli oggetti che sono più lontano sono resi più piccoli rispetto a quelli che sono più vicino all'occhio. I programmi producono la prospettiva moltiplicando una costante di dilatazione sollevata al potere della negazione della distanza dall'osservatore. Una costante di dilatazione di una significa che non ci è prospettiva. Le alte costanti di dilatazione possono causare un effetto “dell'pesce-occhio„ in cui il distrortion di immagine comincia ad accadere. La proiezione ortografica è utilizzata pricipalmente nelle applicazioni di camma o di cad dove la modellistica scientifica richiede le misure e la conservazione precise della terza dimensione.
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