Что такое рендеринг и способы его применения

• Рендеринг – это…
• Где могут использоваться методы рендеринга?
• Базовые техники рендеринга
• Разновидности рендеринга
• Какое программное обеспечение можно использовать?

Сегодня представлено большое количество digital-инструментов, которые предлагают возможность дизайнерам, разработчикам программного обеспечения и специалистам иных направлений эффективно выполнять свои профессиональные задачи. Например, рендеринг. С этим понятием знаком каждый человек, который изучал красивые трехмерные интерьеры, смотрел современные блокбастеры с качественной компьютерной графикой, играл в видеоигры на ПК, игровых приставках. Предлагаем детальнее остановиться на том, что такое рендеринг и как это используется в современном мире.

Получи грант, покрывающий 50% стоимости обучения

И обучайся новой профессии онлайн из любой точки мира

Получить грант

Рендеринг – это…

Под понятием «рендеринг» подразумевают процесс создания плоского растрового рисунка, нескольких изображений на базе двумерных, трехмерных моделей, разработанных модельерами, дизайнерами, художниками. Речь идет о компьютерной графике, получить которую можно посредством функционала специального программного обеспечения. Программа позволяет перевести созданную модель, сцену в плоский рисунок, который в конечном итоге увидит пользователь.

Рендеринг страницы, изображения, видео – набор очень сложных вычислений, поэтому для реализации такого процесса необходимо использовать мощное профессиональное оборудование. От производительности аппаратуры зависят временные затраты на работу, качество готового изображения. Для того, чтобы разобраться в процессе, предлагаем краткое его схематическое описание. «Движок» ПО работает с существенным количеством вычислений, используя заданные алгоритмы.

При этом абсолютно все предметы, сцены, которые были созданы, в обязательном порядке содержат математические сведения. Эти данные пошагово обрабатываются, преобразуются в финальное плоское изображение. При работе с картинкой происходит «нарастание» деталей и подробностей:

• добавляются цвета, тон;
• появляются четкие контурные линии;
• добавляются тени, которые отбрасывают модели, предметы с учетом действующих законов физики.

Преобразование происходит со всеми пикселями – чем больше будет отредактировано элементов, тем гармоничным: завершенным станет рисунок, который был ранее создан художником.

Где могут использоваться методы рендеринга?

Термин «рендеринг» достаточно часто заменяется словом «визуализация», особенно в среде разработчиков компьютерных игр, дизайнеров, а также 3D-художников. Оба варианта подразумевают получение 2D рисунка из трехмерной модели или сцены. Существует множество программ рендеринга, которые позволяют обработать изображение и преобразовать его в необходимую картинку.

Во время создания рисунка рендер (программное обеспечение) обрабатывает невероятное количество данных, что позволяет определить цвет, материал и текстуру объекта, который необходимо визуализировать. Кроме ПО за преобразование модели отвечают также мощность процессора компьютера (CPU), а также GPU (графический, видеокарты). Существуют рендеры, которые предусматривают возможность одновременного задействования GPU, CPU для увеличения скорости, качества создания картинки.

Рассмотрим более подробно сферы, где рендеринг считается особенно востребованным сегодня.

87% наших выпускников уже работают в IT

Оставь заявку, и мы поможем с выбором новой профессии

Оставить заявку

Трехмерный дизайн

Архитекторы, дизайнеры интерьеров используют такое программное обеспечение для того, чтобы визуализировать собственные проекты перед презентацией маркетологам, строительным компаниям, собственным заказчикам услуг. Прототипирование с применением трехмерных технологий предоставляет возможность максимально быстро избавиться от разнообразных дефектов конструкции, внести изменения в материалы, которые были запланированы для отделки помещения.

Маркетологи также активно задействуют рендеринг в разработке и реализации собственных рекламных кампаний, так как фотореалистичные картинки помогают с созданием яркого, узнаваемого образа финального продукта.

Компьютерные и видеоигры

Рендеринг предоставляет возможность достичь фотореализма, высокой четкости изображения, которые сегодня считаются одними из решающих факторов в процессе выпуска нового игрового проекта. Современные пользователи хотят получить в компьютерных и видеоиграх с элементами виртуальной реальности шанс расслабиться и отдохнуть, а разработчики ПО – продукт, который будет выглядеть реалистично, привлекать внимание.

Разные виды рендеринга в видеоиграх для персональных компьютеров, игровых консолей в течение нескольких лет позволили существенно усовершенствовать графику, вдохнуть инновационный дух в индустрию.

Видеомонтаж

Такие программы активно используются во время сведения отдельных элементов в единый видеоряд. В процессе редактирования видео происходит накладывание аудиодорожек, надписей, разнообразных графических компонентов. В большинстве случаев до рендеринга видео может иметь существенный размер, что будет приводить к сильным нагрузкам на процессор персонального компьютера. После выполнения обработки с помощью специализированного программного обеспечения файл будет «сжат» до оптимальных размеров – а значит, его можно без проблем открывать на ПК, телевизоре и загружать на разные видеохостинги.

Киноиндустрия

Сегодня данная сфера не может обойтись без компьютерной графики, которая предоставляет возможность не только отказаться от сложных костюмов, декораций, но и добавить яркости, масштабности фильму. В студиях трехмерной анимации специалисты создают:

• уникальных персонажей;
• фоны;
• разные предметы, несуществующие в природе;
• визуальные компоненты с достаточно высоким уровнем детализации.

С помощью рендеров можно создавать симуляторы дополнительного света, что существенно облегчает процесс обработки фильмов. При этом для обработки такого массива данных используются не просто персональный компьютер с необходимым ПО, а полноценные рендер-фермы.

Базовые техники рендеринга

Основные методы рендеринга, которые сегодня активно используются, помогают получить итоговое фотореалистичное изображение. При этом большинство алгоритмов объединены общей задачей – создать рисунок, опираясь на тонкости и особенности попадания светового луча на конкретные объекты. Грамотное распределение пучков света по ключевому предмету позволяет достичь фотореализма. Чтобы выполнить эту задачу, программное обеспечение для рендеринга использует такую технику:

1. Растеризация. Это одна из самых древних методик, которая подразумевает распределение обрабатываемой модели на существенное количество полигонов посредством сетки. Вершины таких полигонов содержат данные о положении, текстуре, цвете объекта. Такой метод не подразумевает эффект перспективы в отношении наблюдателя. Растеризация считается самым быстрым способом обработки изображения, поэтому используется для работы с рисунками в режиме реального времени – игры, симуляторы, интерактивный графический интерфейс.
2. Рейкастинг или лучевое литье. Если в обрабатываемой сцене представлены объекты, которые перекрывают друг друга, то предыдущий алгоритм не сможет проработать их корректно. В такой ситуации лучше использовать рейкастинг. Методика подразумевает приведение лучей, когда свет направляется на предмет с точки зрения именно наблюдателя. Использование этой техники позволит выводить световые лучи на каждый пиксель картинки. Это значит, что будет отрисована именно та поверхность, куда свет попадет в первую очередь.
3. Трассировка. Особенности действия этого метода схожи с предыдущим, но отличается более корректным отражением света. Речь идет про то, что первичные лучи, которые направлены на предмет, продуцируют вторичные, например, теневые, отраженные, преломляющие. Алгоритм учитывает обязательно свойства поверхности объекта, что позволяет создавать максимально правильное реалистичное изображение.
4. Уравнение рендеринга. Чтобы создать максимально реалистичное изображение, важно не только направление света, но также обработка достаточно массивных непростых математических данных. Для этого создан алгоритм уравнения рендеринга, который позволяет моделировать освещение предметов в сцене. Техника учитывает все источники света, которые задействованы в ПО.

Использование таких методик предоставляет возможность специалистам создавать максимально реалистичное, качественное изображение.

Разновидности рендеринга

Существует несколько видов обработки рисунков, видео, которые используются сегодня в разных сферах деятельности. Предлагаем остановится на каждом немного подробнее.

Онлайн-рендеринг

Обработка картинок в режиме онлайн используется в тех ситуациях, когда компьютерная графика должна быстро и качественно обрабатывать рисунок, выводить его на монитор уже в готовом виде. Главной причиной повышенных требований к рендерингу считается интерактивность пользователей – игра или работа в онлайн-режиме, поэтому отсутствует время на расчет действий игроков и, как следствие, картинка должна выводиться очень быстро.

Чтобы сцена или игра была плавной и беспрерывно отображалась, потребуется движок рендера, способный обрабатывать не меньше 20-25 кадров каждую секунду. Для достижения поставленных задач разработчики рекомендуют оптимизировать процесс максимально.

Предварительный рендер

Этот вариант используется в тех случаях, когда необходимо обработать анимацию или сложный визуальный эффект. Поэтому предварительный рендер используется в киностудиях, где не важна скорость, потребность в интерактиве, а существует необходимость в качестве и реалистичности изображения. Это вид подразумевает, что вся нагрузка ложится на центральный процессор ПК. Поэтому для эффективности обработки изображения важно иметь достаточно мощный движок персонального компьютера.

Специалисты, которые используют предварительный рендеринг, не сталкиваются с потребностью оптимизировать процессы, ведь допускается использование качественных трехмерных моделей, текстурных карт с очень высоким разрешением. Это позволяет создавать реалистичные картинки.

Какое программное обеспечение можно использовать?

Сегодня существует впечатляющее разнообразие утилит, предназначенных для рендеринга. Самыми популярными считаются:

• 3DS Max. Активно используется в разных направлениях. Предоставляет возможность создавать мультипликационных персонажей, архитектурные проекты, детализированные сцены для видео-, компьютерных игр. Отличается превосходной совместимостью с Autodesk, что позволяет специалистам использовать максимальный набор функционала. Программное обеспечение предлагается за определенную плату, но студенты могут получить его на трехлетний период безвозмездно.
• Maya. Эта программа также от разработчика Autodesk, поэтому отличается комфортным интерфейсом, возможностью оптимизировать рабочее пространство под персональные нужды, а также обширным функционалом. Используется для моделинга игровых персонажей, обработки видеороликов, анимации, компьютерной графики.
• Lumion. Программа идеально подходит для новичков в данном направлении, так как отличается простым интерфейсом, возможностью настройки работы на нескольких устройствах для редактирования и обработки в любой удобный момент. ПО задействует графическую карту в процессе работы, поэтому специалист сталкивается с ограничениями по работе с другими программами, которые используют данный компонент.

Существуют и другие рендеры, которые идеально справляются с задачами, связанными с редактированием и обработкой изображений, видео. Каждый пользователь выбирает программное обеспечение под собственные предпочтения и требования к функционалу, иным характеристикам. Можно попробовать работать в разных приложениях, чтобы выбрать оптимальный для себя вариант, подходящий для конкретных задач и целей.