Renderöintiputken

Renderöintiputken (rendering pipeline) on tietokonegrafiikassa käytetty termi, joka kuvaa sarjaa peräkkäisiä vaiheita, joiden kautta 3D-malli tai 2D-kohde muutetaan lopulliseksi kuvatuksi ruudulle. Putki kattaa ohjelmalliset sekä laitteistopohjaiset tehtävät ja ulottuu esikäsittelystä näytölle asti. Sen tarkoituksena on tuottaa haluttu kuva ottaen huomioon geometria, valaistus, materiaalit ja kuvankäsittely.

Yleisiä vaiheita ovat geometrian käsittely (vertex shader, mahdollisesti tessellaatio sekä geometry shader), primitiivien kokoaminen ja leikkaus, sekä rasterointi, jossa primitiivit muunnetaan fragmenteiksi ja attribuutit interpoloituvat. Tämän jälkeen tapahtuu fragmenttiväriäytys (fragment shader), jossa lasketaan lopulliset värit tekstuurien sekä valaistuksen perusteella. Lopuksi kuva kirjoitetaan framebufferiin ja voidaan suorittaa post-processingia, kuten tone mapping, gamma-korjaus ja anti-aliasing.

Nykyisissä järjestelmissä renderöintiputket ovat pääosin rasterointipohjaisia. Kaksi yleisintä lähestymistapaa ovat forward rendering ja deferred rendering. Forward rendering laskee valaistuksen jokaiselle pikselille reaaliaikaisesti, kun taas deferred rendering kerää ensin tiedot g-bufferiin ja suorittaa valaistuksen jälkimmäisessä vaiheessa.

Putki määritellään tavallisesti grafiikkarajapin kautta: OpenGL, DirectX, Vulkan tai Metal. Shader-ohjelmointi tapahtuu kielillä kuten GLSL, HLSL tai SPIR-V, ja tyypillisiin vaiheisiin kuuluvat vertex- sekä fragment-shaderit, sekä mahdollisesti tessellaatio- ja geometry-shaderit. Nykyinen kehitys sisältää myös compute-shaderit sekä reaaliaikaisen ray tracingin tuen.

Renderöintiputki on keskeinen käsite visuaalisen tietokonegrafiikan alalla ja sitä sovelletaan pela- ja simulaatio- sekä elokuvatuotannossa.