renderöinnistä

Renderöinti on prosessi, jossa kolmiulotteisesta kohtauksesta tuotetaan kaksidimensionaalinen kuva. Siinä yhdistyvät geometria, materiaalit, valot ja kamera sekä renderöintialgoritmi. Renderöintiä käytetään elokuvissa, videopeleissä, arkkitehtuurin visualisoinnissa ja muussa visuaalisessa suunnittelussa. Prosessi voi olla offline, jolloin kuva tuotetaan pitkissä renderöintisessioissa korkealla laadulla, tai reaaliaikainen, jolloin kuva päivitetään nopeasti käyttäjän vuorovaikutuksen mukana.

Renderöintiputkessa kohtaus sisältää kolmeulotteisen geometria, materiaalit sekä tekstuurit, valot ja kameran asetukset. Renderöintimoottori laskee jokaiselle pikselille väriarvon ottaen huomioon valonlähteet, materiaalien ominaisuudet ja mahdolliset heijastukset. Shadereilla määritellään pintojen väri, heijastus, läpinäkyvyys ja hehkutus, ja valaistuksen mallinnus voi pohjautua yksinkertaisiin malleihin tai globaaliin valaistukseen.

Rasterointi on yleinen tekniikka reaaliaikaisessa renderöinnissä: geometria muunnetaan ruudukkaksi ja värit lasketaan tekstuurien sekä valaistuksen perusteella. Anti-aliasing ja post-processointi parantavat kuvan terävyyttä ja laatua, mutta voivat lisätä renderöintiaikaa.

Sädejäljennys ja path tracing ovat valon reittejä simuloivia tekniikoita, jotka tuottavat luonnollisempia varjoja, heijastuksia ja läpinäkyvyyksiä. Niiden laskennallinen kuorma on suurempi kuin rasteroinnissa, mutta nykyaikaiset näytönohjaimet tukevat näitä tekniikoita erityisesti RT-ydinarkkitehtuurin avulla. Denoising ja näytteiden määrän säätö auttavat saavuttamaan realistisen lopputuloksen kohtuullisella renderöintiajalla.

Ohjelmisto ja laitteisto: renderöintimoottoreita ovat esimerkiksi Blenderin Cycles (path tracing), Eevee (reaaliaikainen rasterointi), Arnold, V-Ray ja Renderman. Reaaliaikaisissa sovelluksissa käytetään pelimoottoreita kuten Unreal Engine ja Unity. Laskenta tapahtuu usein sekä CPU- että GPU-pohjaisesti, mutta nykyisin suurin osa tehostuu GPU-kiihdytyksellä ja erikoisilla RT-ominaisuuksilla.

Renderöinnin laatua mitataan sekä visuaalisella realismilla että teknisillä parametreilla kuten resoluutiolla, näytteiden lukumäärällä ja renderöintiajalla. Denoising, compositing ja optimoitu materiaalien hallinta auttavat saavuttamaan paremman lopputuloksen kohtuullisella ajalla.