Renderingsmethoden

Renderingsmethoden bezeichnen in der Computergrafik die Verfahren zur Erzeugung eines Bildes aus einer Szene. Sie unterscheiden sich durch die Art der Lichtsimulation, den Rechenaufwand und das Einsatzgebiet, insbesondere Echtzeitdarstellung versus Offline-Rendering.

Die Rasterisierung wandelt Geometrie in Pixel um und nutzt eine Mehrstufen-Pipeline (Vertexverarbeitung, Rasterisierung, Fragment-Shader). Sie ist extrem schnell und dominierend in Echtzeitanwendungen wie Spielen. Beleuchtung erfolgt oft durch fest definierte Modelle oder physikalisch basierte Shading-Modelle (PBR), unterstützt durch Texturen, Normal-Maps und Antialiasing.

Raytracing simuliert Lichtpfade vom Betrachter durch die Szene, wodurch Reflexionen, Schatten und Transparenz realistisch erscheinen. Wegen der Rechenlast wird Realzeit-Raytracing heute mit GPUs und Hybridansätzen umgesetzt. Path Tracing nutzt Monte-Carlo-Sampling für globale Beleuchtung, ist aber rauschbehaftet und meist offline, bis aktuelle Hardware-Ansätze auch zeitnahere Ergebnisse liefern.

Radiosity berechnet diffuse Interreflexion als globale Beleuchtung, ist jedoch rechenintensiv und wird seltener verwendet. Neuere globale Beleuchtungsverfahren basieren oft auf Path Tracing oder Hybridmethoden, die Lichttransport gezielt simulieren und so realistische Helligkeit verteilen.

Materialmodelle wie BRDFs bzw. physisch basierte Modelle (PBR) liefern konsistente Erscheinung über verschiedene Lichtbedingungen. Anwendungen reichen von Film und Visualisierung bis zu Architektur und Computerspielen; die Wahl der Methode hängt von Bildqualität, Zeitrahmen und Ressourcen ab.