Renderöintimoottoreita

Renderöintimoottori on ohjelmisto, joka muuntaa 3D-scenen kuvatuksi esitykseksi simuloimalla valon ja materiaalien vuorovaikutuksia. Niitä käytetään sekä reaaliaikaisessa grafiikassa, kuten videopeleissä ja interaktiivisissa sovelluksissa, että offline-renderöinnissä, kuten elokuvatuotannossa ja visuaalisissa efekteissä.

Pääasialliset tyypit ovat rasterointiin perustuvat reaaliaikaiset renderöintimoottorit sekä ray tracing -perusteiset renderöintimoottorit. Osa järjestelmistä toimii hybridinä, yhdistäen molempia tekniikoita. Rasterointi on yleisesti nopeaa ja sopii suurissa peleissä, mutta yksityiskohtaiset valonlähteiden ja varjojen simuloinnit vaativat lisätekniikoita. Ray tracing tuottaa realistisempaa valonlaskentaa, mutta vaatii enemmän laskentatehoa.

Keskeisiä komponentteja ovat geometria-, varjostus- ja materiaaliprosessointi sekä valaistusmallit. Yleisesti käytettyjä periaatteita ovat physically-based rendering (PBR) ja global illumination. Tietokoneen laskentatehon tehokas käyttö perustuu optimoituihin säteiden reitinhakuihin sekä acceleration- rakenteisiin kuten BVH, joita käytetään valon reittien nopeuttamiseen. Monissa järjestelmissä on mukana denoising- ja post-processing-vaiheet laadun parantamiseksi.

Sovellukset kattavat sekä peliteollisuuden että elokuva- ja arkkitehtuurituotannon. Reaaliaikaiset renderöintimoottorit integroituvat pelimoottoreihin ja simulointialustoille, kun taas offline-moottorit tuottavat korkearesoluutioisia kuvia ja sekvenssejä elokuvaviimeistelyä varten.

Tunnettuja esimerkkejä ovat Unreal Engine, Unity ja Godot reaaliaikaisessa kategoriassa sekä RenderMan, Arnold, V-Ray, Redshift sekä Blender Cycles/Cycles X offline- ja hybrid-ympäristöissä. Lisäksi RTX-pohjaiset ominaisuudet sekä hybridimalleja käyttävät tekniikat ovat yleisesti käytössä.