Renderöintimoottorit

Renderöintimoottorit ovat ohjelmistoja, jotka tuottavat kuvia kolmiulotteisista kohtauksista simuloimalla valon ja materiaalien vuorovaikutuksia. Ne voivat toimia sekä reaaliaikaisesti että offline-tilassa ja niitä käytetään elokuvissa, peleissä, arkkitehtonisessa visualisoinnissa sekä simuloinneissa.

Reaaliaikaiset renderöintimoottorit käyttävät pääosin rasterointia nopean kuvan tuottamisen takaamiseksi. Ne soveltuvat interaktiiviseen käyttöön ja hyödyntävät tekijöitä kuten tekstuurit, varjostusmallit (yleisesti physikaaliseen valon mallintamiseen perustuva PBR), varjot sekä heijastukset. Sekä hybridi- että denoising-tekniikat voivat parantaa laatua.

Offline-renderöinti perustuu usein ray tracingiin tai path tracingiin, jolloin valon reitit simuloidaan tarkasti. Tämä tuottaa korkeaa fyysistä tarkkuutta ja realistisen globaalin valaistuksen, mutta on laskennallisesti raskaampaa. Käytössä ovat usein edustavat materiaalimalleja ja vaikeampien scenojen denoising.

Keskeisiä komponentteja ovat kohtauksen geometria ja materiaalit sekä valaistus, kameran asettelu ja renderöintiputki, joka sisältää geometrian käsittelyn, varjostuksen ja lopullisen kuvan muodostamisen. Modernit moottorit käyttävät acceleration structures kuten BVH tai kd-puuta, ja shader-kielinä voidaan käyttää GLSL, HLSL tai OSL.

Teknologian kehitys suuntautuu sekä reaaliaikaiseen että offline-tekniikkaan: reaaliaikainen ray tracing, hybridiprosessit, denoising sekä kevyemmät algoritmit. Yleisimmät käyttökontekstit ovat pelit, elokuvat, tuotanto-visualisointi sekä simulaatiot.