RenderingVerfahren

RenderingVerfahren bezeichnen Verfahren zur Erzeugung digitaler Bilder aus einer Szenebeschreibung, die Geometrie, Materialien, Lichtquellen und eine Kamera umfasst. Ziel ist es, die Wechselwirkungen von Licht mit Oberflächen realistisch oder stilisiert zu simulieren. Rendering-Verfahren unterscheiden sich nach dem Grad des Realismus, der benötigten Rechenleistung sowie nach Einsatzgebiet, etwa für Echtzeit-Anwendungen oder Offline-Renderings.

Zu den grundlegenden Ansätzen gehören Rasterisierung, die in Echtzeitsystemen dominierend ist, und Ray Tracing, das Lichtstrahlen entlang von Pfaden durch die Szene verfolgt und realistische Schatten, Reflexionen und globale Beleuchtung ermöglicht. Path Tracing und Monte-Carlo-Verfahren gehören zur Familie des Ray Tracing und liefern oft besonders realistische Ergebnisse, brauchen aber mehr Rechenzeit. Radiosity und andere Global-Illumination-Verfahren modellieren diffuse Lichtverteilung über Oberflächen.

Viele Systeme verwenden hybride Verfahren, die Rasterisierung für die Sichtbarkeit mit Ray Tracing für Beleuchtung kombinieren. Moderne Renderengines nutzen auch Denoising, Rechenverteilungsoptimierungen, Sampling-Strategien und Textur-Streaming, um Qualität und Interaktivität zu verbessern.

Typische Aufgaben umfassen Geometrie- bzw. Mesh-Verarbeitung, Shading, Texturierung, Material- und Lichtmodelle, Antialiasing, Schatten, Reflexionen, Transparenz und Subsurface Scattering. Anwendungsgebiete sind Film- und Fernsehproduktion, Computerspiele, Architekturvisualisierung und Simulationen. Die Wahl des Renderverfahrens ist ein Kompromiss aus Realismus, Rechenaufwand, Speicherkosten und gewünschter Interaktivität.