renderöintiprosesseissa

Renderöintiprosesseissa tarkoitetaan tietokonegrafiikassa menetelmiä, joilla kolmiulotteinen kohtaus muunnetaan näkyväksi kuvaksi. Prosessi kattaa geometrian käsittelyn, valaistuksen simuloinnin sekä lopullisen kuvan muodostamisen pikseli kerrallaan. Tavoitteena on luoda kuvan todentuntuinen ja visuaalisesti uskottava, ottaen huomioon materiaalien ominaisuudet, valaistuksen ja kameran näkökulman.

Käytetyimmät lähestymistavat ovat rasterointi ja säteenseuranta. Rasteroinnissa kolmeulotteinen kohtaus muunnetaan ensin ruutukohtaiseksi esitykseksi ja sen jälkeen jokaiselle pikselille lasketaan väri fragmenttien perusteella. Tämä mahdollistaa reaaliaikaisen suorituskyvyn, mutta vaatii usein siltaan toteutettuja valaistus- ja varjostusmalleja sekä anti-aliiasiaa. Säteenseuranta (ray tracing) seuraa valonsäteitä esteisiin asti ja ratkaisee heijastukset, läpinäkyvyyden sekä globaalin valaistuksen fyysisesti realistisesti. Säteenseuranta on perinteisesti offline- ja elokuvatuotannossa, mutta viime vuosina myös reaaliaikaisissa sovelluksissa on kehittynyt tehokkaita ratkaisuja.

Materiaalit ja valaistusta käsittelevät mallit ovat usein Physically Based Rendering (PBR) -lähestymistapaa, jossa materiaaleja kuvataan ominaisuuksilla kuten albedo, metalness, roughness ja normal mapit. Tämä mahdollistaa johdonmukaiset heijastukset ja ohuemman valon kulun eri materiaalien välillä. Tietoja hallitaan väriavaruuksien hallinnan ja gamma-korjauksen avulla sekä usein post-prosessointiasioilla kuten tonemapping ja bloom.

Sovelluskohteita ovat pelit, elokuva- ja visuaalinen efektitoiminta sekä arkkitehtuurisuunnittelu. Suorituskyvyn ja laadun välillä tehdään kompromisseja: reaaliaikaisessa renderöinnissä painotetaan nopeutta, kun taas korkealaatuiset offline-renderöinnit antavat paremman valaistuksen ja monimutkaisuuden.