renderöintimoottori

Renderöintimoottori on ohjelmistokomponentti, joka muuntaa kolmiulotteisen kohtauksen tiedot näkyväksi kaksidimensionaaliseksi kuviksi näytöllä. Se hoitaa valaistuksen, materiaalien, tekstuurien ja varjojen laskennan sekä lopullisen kuvan muodostamisen. Renderöintimoottori voi toimia reaaliaikaisesti, esimerkiksi videopelien ja simulaatioiden yhteydessä, tai offline-tilassa korkeatasoisen kuvan tuottamiseksi.

Käytännössä renderöinti jakautuu pääosin kahteen lähestymistapaan: rasterointi- ja ray tracing -tekniikoihin. Rasterointi on yleisin reaaliaikaisessa renderöinnissä ja hyödyntää GPU-kiihdytystä nopean kuvan saavuttamiseksi. Ray tracing ja path tracing seuraavat valon kulkureittejä ja tuottavat fysiikanmukaisempaa valaistusta ja pehmeitä varjoja, mutta ovat tyypillisesti hitaampia ja vaativat enemmän laskentaa.

Renderöintipipeline sisältää usein geometrian käsittelyn (vertex-säde ja mahdollinen tessellointi), primitiivien kokoamisen, rasteroinnin tai säteenseurannan sekä varjostus- ja tekstuurivaiheet. Lopuksi kuvankäsittelyyn kuuluu jälkikäsittely, kuten tonemappaus, anti-aliassing ja mahdolliset post-process-efektit eli bloom ja liikekorjaukset.

Renderöintimoottoreita käytetään videopeleissä, visuaalisissa VFX-teoksissa sekä arkkitehtuurin ja teollisen muotoilun visualisoinnissa. Tunnettuja esimerkkejä ovat Unreal Engine ja Unity pelimoottorit, sekä renderöintimoottorit kuten Blenderin Cycles ja Eevee, Arnold, Pixar RenderMan sekä V-Ray ja Redshift.

Nykykehityksen suuntaviivoihin kuuluu reaaliaikaisen säteenseurannan laajentaminen, hybridirenderöinnin kehittäminen sekä paremmat denoising- ja skaalautuvuusmenetelmät. Laitteistoriippuvuus, muistinhallinta ja tulkinnanvaraiset valaistusmallit asettavat jatkuvia haasteita sekä vaativat yhä parempaa yhteensopivuutta eri alustojen ja teknologioiden välillä.