Renderprozess

Der Renderprozess ist der Vorgang der Erzeugung eines digitalen Bildes aus einer virtuellen Szene durch Berechnung von Licht-, Material- und Kameravorgängen. Er wandelt 3D-Daten in eine 2D-Darstellung um und variiert je nach Anwendung in Qualität, Realismus und Geschwindigkeit.

Man unterscheidet im Wesentlichen zwischen Echtzeit-Rendering und Offline-Rendering. Echtzeit-Rendering kommt in Computerspielen und interaktiven Anwendungen zum Einsatz, wobei Bildrate und geringe Latenz im Vordergrund stehen. Typische Techniken sind Rasterisierung, Z-Buffering, Shadow Mapping, Screen-Space-Effekte und Post-Processing-Filter.

Offline-Rendering erzeugt höhere Bildqualität und wird bevorzugt in Filmproduktionen, Visualisierung und Architekturdarstellungen eingesetzt. Es nutzt oft Raytracing oder Pfadverfolgung, globale Beleuchtung, physikalische Materialmodelle, Monte-Carlo-Sampling und Denoising. Häufig kommen Render-Farmen zum Einsatz, um die Rechenzeit zu verteilen.

Kernbestandteile einer Render-Pipeline sind die Beschreibung der Szene (Geometrie, Materialien, Texturen, Lichtquellen), die Wahl des Render-Algorithmus (Rasterisierung oder Raytracing), Shader- und Materialmodelle, die Beleuchtung, Abtastung (Sampling), Antialiasing sowie Nachbearbeitung wie Tonemapping und Compositing. Die Ausgabe kann als einzelnes Bild oder als Sequenz erfolgen und erfolgt oft in Formaten wie HDR, EXR oder PNG, mit entsprechender Farb- und Gamma-Korrektur.

Anwendungsbereiche umfassen Film und VFX, Architekturvisualisierung, Produktdesign, Computerspiele und Simulationen. Der Renderprozess ist zentral für die Realisierung realistischer oder stilisierter Bilder und hängt stark von verfügbaren Ressourcen, Zielqualität und der gewählten Rendering-Technik ab.