Renderingpfad

Renderingpfad bezeichnet den Ablauf, der ein 3D-Szenenmodell in ein zweidimensionales Abbild transponiert. Er umfasst die Abfolge von Verarbeitungsschritten, die von der Grafik-API und der Hardware bestimmt wird, um Geometrie, Materialien und Beleuchtung in Pixelwerte umzusetzen.

In einem typischen Renderingpfad durchlaufen Daten Phasen wie Geometrieverarbeitung (Vertex-Shader), Primitive-Zusammenfügung, Rasterisierung, Fragment- oder Pixelschatten (Fragment-Shader) sowie Texturierung und Lichtberechnung. Danach folgen Bildausgabe, Tiefenpuffer sowie Post-Processing-Schritte wie Tonemapping, Anti-Aliasing und weitere Post-Processing-Effekte.

Häufige Renderpfade sind Forward Rendering, bei dem jedes Licht direkt in jedem Pixel berechnet wird; Deferred Rendering, das Beleuchtung in einer separaten G-Buffer-Phase trennt; Tile- oder Clustered Rendering, das Beleuchtung lokal in Zonen behandelt; sowie Path Tracing oder Ray Tracing, das Lichtpfade realistischer simuliert, oft mit Denoising. Moderne Systeme kombinieren diese Ansätze in Hybridpfaden, um Bildqualität und Leistung je nach Szene zu optimieren.

Die Wahl des Renderingpfades hängt von Zielen wie Bildqualität, Performance, Hardware und gewünschten Effekten ab. In vielen modernen Engines kommen Hybridpfade zum Einsatz: Ray- oder Path-Tracing wird dort eingesetzt, wo realistische Beleuchtung sinnvoll ist, unterstützt durch spezialisierte Raytracing-Hardware; ansonsten erfolgt Rasterization mit entsprechenden Optimierungen und Post-Processing-Schritten.

Historisch entwickelte sich der Renderingpfad von fest definierten Funktionen zu vollständig programmierbaren Pipelines, beeinflusst durch Grafik-APIs wie OpenGL, DirectX und Vulkan sowie durch fortschrittliche Hardware.