renderöintimoottoreihin

Renderöintimoottorit ovat ohjelmistokomponentteja, jotka muuntavat kohtauksen kuvauksen rasteroitavaksi kuvaksi simuloimalla valon vuorovaikutusta pintojen kanssa. Ne hallinnoivat geometrian, materiaalit, valot sekä kameran ja tuottavat lopullisen kuvan tai animaation.

Jaottelu tapahtuu usein reaaliaikaisiin renderöintimoottoreihin sekä tuotantorenderöintiin suunnattuihin moottoreihin. Reaaliaikaiset moottorit on optimoitu nopeaan kuvatuotantoon peleissä ja interaktiivisissa sovelluksissa, ja ne hyödyntävät rasterointia sekä usein post-prosessointia ja kevyempiä valaistusmenetelmiä. Tuotantorenderöintimoottorit painottavat realismia ja valaistuksen laatua, ja ne käyttävät usein ray tracingia tai path tracingia sekä fyysisesti perustuvia materiaaleja.

Keskeisiä tekniikoita ovat rasterointi ja/tai ray tracing, globaali valaistus (GI), varjostusmallit sekä anti-aliasing ja denoising. Lisäksi käsittelyyn kuuluu tekstuurit, materiaalimallit, sammutus- ja näytönkäsittely sekä instansointi, LOD-tekniikat ja post-process-efektit kuten bloom tai tonemapping. Monet moottorit tukevat hybridiratkaisuja, joissa rasterointi yhdistyy ray tracingiin pelin aikana.

Tietoputkessa kohtaukset määritellään geometrian, materiaalien, tekstuurien, valojen ja kameran avulla. Renderöintiprosessi etenee tyypillisesti koherentisti: valitaan rasterointi- tai ray tracing -lähestymistapa, suoritetaan varjostus ja mahdollinen GI, ja lopuksi sovelletaan jälkikäsittelyä sekä tallennetaan kuva tai video.

Käyttökohteita ovat videopelit, arkkitehtuurin visualisointi, elokuvat ja VFX-tuotannot. Modernit moottorit tukevat useita alustoja sekä grafiikka-rajapintoja (esimerkiksi DirectX, Vulkan, Metal) ja hyödyntävät sekä CPU- että GPU-käsittelyä. Kehitys on kehittynyt reaaliaikaisesta rasteroinnista kohti hybridejä ja täysin reaaliaikaisia valotuksen ratkaisuja.