Renderöintiprosessin

Renderöintiprosessi tarkoittaa 3D-skenen muuttamista näkyväksi 2D-kuvaksi. Se kattaa geometrian käsittelyn, varjostuksen, tekstuurauksen sekä valaistuksen, ja sen lopputuotteena on kuva, joka voidaan esittää näytöllä.

Tyypillinen reaaliaikainen renderöintiprosessi rakentuu renderöintiputkesta. Siinä ovat keskeiset vaiheet: vertex processing (tekijäiset koordinaatit), primitiivien kokoaminen ja leikkaus, rasterointi, fragmenttien käsittely (fragment shader), syvyysarvojen testaus, alpha-blending sekä lopullinen kuva frame-bufferiin. Lisäksi käytetään erilaisia optimointeja, kuten culling ja suorituskykyä parantavia muistinhallinnan ratkaisuja.

Rasterisaatio-pohjainen renderöinti on yleisintä reaaliaikaisissa sovelluksissa, kuten videopeleissä, kun taas ray tracing simuloi valonsäteiden kulkua ympäristöissä, tarjoten realistisempia valaistus- ja heijastusvaikutuksia. Nykyiset järjestelmät käyttävät usein hybridimalleja, joissa molempia tekniikoita yhdistetään joko rinnakkain tai vaiheittain.

Varjostus ja materiaalit: Shading-kielet (GLSL, HLSL, SPIR-V) ohjaavat shader-ohjelmia. Nykyään laajasti käytetään fyysisesti perustuvaa renderöintiä (PBR), jossa materiaalit määritellään kuten albedo, metallisuus, kiiltoisuus ja karheus, sekä tekstuureita kuten normaalit, roughness ja metalness. Valaistuksen toteutus voi sisältää suoraa valoa sekä global illumination -ilmaisun, jolloin kuvan todentuntuma paranee.

Käyttökohteet vaihtelevat elokuvatuotannosta visuaaliseen simulointiin, pelikehitykseen sekä arkkitehtoniseen visualisointiin. Renderöintiprosessi vaikuttaa sekä kuvan laadun että suorituskyvyn, ja siihen vaikuttavat sekä laitteisto että ohjelmistopaketti.