Renderöintijärjestelmiä

Renderöintijärjestelmät ovat ohjelmisto- ja arkkitehtuuriratkaisuja, joiden tehtävänä on muuntaa kolmiulotteinen malli näkyväksi kahdenulotteiseksi kuvaksi. Ne hallinnoivat geometrian, materiaalit, valaistuksen, kameran asetukset sekä jälkikäsittelyn ja muut visuaaliset efektit, ja ne tuottavat lopullisen kuvan tai animaation.

Ne voidaan jakaa reaaliaikaisiin ja offline-rendereihin. Reaaliaikaiset järjestelmät käyttävät yleensä rasterointia, jolla geometrit projisoidaan nopeasti kuvatasolle ja yhdistetään tekstuurit sekä valaistus. Offline-renderöinti keskittyy tarkkaan valonlaskentaan ja globaaliin valaistukseen, usein säteenseurannan tai path tracingin avulla; näissä prosesseissa voidaan käyttää hybridejä, jotka yhdistävät rasteroinnin ja säteenseurannan.

Keskeisiä tekniikoita ovat varjostimet ja materiaalimallit, usein fysiikkaan perustuva renderöinti (PBR), sekä valaistusmallit. Tietokoneohjelmisto hyödyntää kiihdyttimiä kuten acceleration structures (esim. BVH). Kielet kuten GLSL, HLSL ja SPIR-V sekä grafiikkaprosessorien rajapinnat OpenGL, DirectX ja Vulkan ovat yleisiä. Esimerkkejä järjestelmistä ovat RenderMan, Arnold, V-Ray, Redshift, Octane sekä Corona; pelimoottorit kuten Unreal Engine ja Unity, sekä avoimen lähdekoodin PBRT.

Käyttökohteita ovat elokuva-, peliteollisuus sekä arkkitehtoninen visualisointi ja tuotepresentaatiot. Kehitys suuntautuu kohti reaaliaikaista säteenseurantaa, parempaa globaalia valaistusta ja tekoälyä hyödyntäviä denoising-ratkaisuja sekä hybridi- ja GPU-kiihdytettyjä järjestelmiä.