Рендер (Рендеринг) - що це таке, як працює і навіщо потрібен у 3D, відео та іграх.

Рендер (Рендерінг) - це процес створення фінального зображення або послідовності із зображень на основі двовимірних або тривимірних даних. Цей процес відбувається з використанням комп'ютерних програм і найчастіше супроводжується важкими технічними обчисленнями, які лягають на обчислювальні потужності комп'ютера або окремі його комплектуючі частини.

Процес рендерингу так чи інакше присутній у різних сферах професійної діяльності, будь то кіноіндустрія, індустрія відеоігор або відеоблогінг. Найчастіше, рендер є останнім або передостаннім етапом у роботі над проектом, після чого робота вважається завершеною або потребує невеликої постобробки. Також варто відзначити, що нерідко рендер називають не сам процес рендерингу, а швидше вже завершений етап даного процесу або його підсумковий результат.

Етимологія слова "Рендер".

Слово Рендер (Рендерінг) - це англіцизм, який найчастіше перекладається російською мовою словом “Візуалізація”.

Що таке Рендерінг у 3D?

Найчастіше, коли ми говоримо про рендер, то маємо на увазі рендеринг у 3D графіку. Відразу варто зазначити, що насправді в 3D рендері немає трьох вимірів як таких, які ми часто можемо побачити в кінотеатрі, одягнувши спеціальні окуляри. Приставка “3D” у назву швидше говорить нам про спосіб створення рендеру, який і використовує 3-мірні об'єкти, створені в комп'ютерних програмах для 3D моделювання. Простіше кажучи, в результаті ми все одно отримуємо 2D зображення або їх послідовність (відео), які створювалися (рендерелися) на основі 3-мірної моделі або сцени.Рендеринг – це один із найскладніших у технічному плані етапів у роботі з 3D графікою. Щоб пояснити цю операцію простою мовою, можна навести аналогію з роботами фотографів. Щоб фотографія постала у всій красі, фотографу потрібно пройти через деякі технічні етапи, наприклад, прояв плівки чи друк на принтері. Приблизно такими ж технічними етапами обтяжені 3d художники, які для створення підсумкового зображення проходять етап налаштування рендеру і сам процес рендерингу.

Побудова зображення.

Як уже говорилося раніше, рендеринг - це один із найскладніших технічних етапів, адже під час рендерингу йдуть складні математичні обчислення, що виконуються двигуном рендеру. На цьому етапі, двигун переводить математичні дані про сцену у фінальне 2D-зображення. Під час процесу йде перетворення 3d-геометрії, текстур та світлових даних сцени на об'єднану інформацію про колірне значення кожного пікселя в 2D зображення. Іншими словами, двигун на основі наявних у нього даних, прораховує те, яким кольором повинен бути пофарбований кожен піксель зображення для отримання комплексної, красивої та закінченої картинки.

Основні типи рендерингу:

У глобальному плані є два основних типи рендерингу, головними відмінностями яких є швидкість, з якою прораховується та фіналізується зображення, а також якість картинки.

Що таке Рендерінг у реальному часі?

Рендеринг у реальному часі найчастіше широко використовується в ігровій та інтерактивній графіці, де зображення має прораховуватися з максимально великою швидкістю та виводитись у завершеному вигляді на дисплей монітора моментально.Оскільки ключовим фактором у такому типі рендерингу є інтерактивність з боку користувача, то зображення доводиться прораховувати без затримок і практично в реальному часі, оскільки неможливо точно передбачити поведінку гравця і те, як він взаємодіятиме з ігровою або інтерактивною сценою. Для того, щоб інтерактивна сцена або гра працювала плавно без ривків і повільності, 3D движку доводиться рендерувати зображення зі швидкістю не менше 20-25 кадрів на секунду. Якщо швидкість рендеру буде нижче 20 кадрів, то користувач відчуватиме дискомфорт від сцени, спостерігаючи ривки та уповільнені рухи. Велику роль створення плавного рендеру в іграх та інтерактивних сценах грає процес оптимізації. Для того, щоб досягти бажаної швидкості рендера, розробники використовують різні прийоми для зниження навантаження на рендер двигун, намагаючись знизити вимушену кількість прорахунків. Сюди входить зниження якості 3д моделей та текстур, а також запис деякої світлової та рельєфної інформації у заздалегідь запечені текстурні карти. Також варто відзначити, що основна частина навантаження при прорахунку рендеру в реальному часі лягатиме на спеціалізоване графічне обладнання (відеокарту -GPU), що дозволяє знизити навантаження з центрального процесора (ЦП) та звільнити його обчислювальні потужності для інших завдань.

Що таке Попередній рендер?

До попереднього рендеру вдаються тоді, коли швидкість не стоїть у пріоритеті і потреби в інтерактивності немає. Даний тип рендеру використовується найчастіше в кіноіндустрії, в роботі з анімацією та складними візуальними ефектами, а також там, де потрібен фотореалізм та дуже висока якість картинки.На відміну від Рендера в реальному часі, де основне навантаження припадало на графічні карти (GPU). У попередньому рендері навантаження лягає на центральний процесор (ЦП), а швидкість рендеру залежить від кількості ядер, багатопоточності та продуктивності процесора. Нерідко буває, що час рендеру одного кадру займає кілька годин або навіть кілька днів. У даному випадку 3D художникам практично не потрібно вдаватися до оптимізації, і вони можуть використовувати 3D моделі найвищої якості, а також текстурні карти з дуже великою роздільною здатністю. У результаті, картинка виходить значно кращою і фотореалістичнішою в порівнянні з рендером в реальному часі.

Програми для рендерингу.

• 3ds Max;
• Maya;
• Blender;
• Cinema 4d та ін.

Багато з цих 3D пакетів мають двигуни, що вже йдуть в комплекті рендер. Наприклад, рендер-движок Mental Ray є в пакеті 3Ds Max. Також практично будь-який популярний рендер-движок можна підключити до більшості відомих 3d пакетів. Серед популярних рендер движків є такі як:

Хотілося б відзначити, що хоч і процес рендерингу має дуже складні математичні прорахунки, розробники програм для 3D-рендерингу всіляко намагаються позбавити 3D-художників роботи зі складною математикою, що лежить в основі рендер-програми. Вони намагаються надати умовно-прості для розуміння параметричні налаштування рендеру, а також матеріальні та освітлювальні набори та бібліотеки.

Багато рендер-движки здобули славу у певних сферах роботи з 3д графікою. Так, наприклад, "V-ray" має велику популярність у архітектурних візуалізаторів, через наявність великої кількості матеріалів для архітектурної візуалізації і в цілому хорошої якості рендера.

Методи візуалізації.

Більшість рендер движків використовує три основні методи обчислення. Кожен з них має як свої переваги, так і недоліки, але всі три методи мають право на своє застосування у певних ситуаціях.

1. Scanline (сканлайн).

Сканлайн рендер — вибір тих, хто пріоритет надасть швидкості, а не якості. Саме за рахунок своєї швидкості, даний тип рендеру найчастіше використовується у відеоіграх та інтерактивних сценах, а також у в'юпортах різних 3D пакетів. За наявності сучасного відеоадаптера, даний тип рендеру може видавати стабільну та плавну картинку в реальному часі з частотою від 30 кадрів на секунду та вище.

Алгоритм роботи:

Замість рендерингу «пікселя за пікселем», алгоритм функціонування «scanline» рендеру полягає в тому, що він визначає видиму поверхню в 3D графіку, і працюючи за принципом «ряд за рядом», спочатку сортує потрібні для рендеру полігони за вищою Y координатою, що належить даному полігону, після чого кожен ряд зображення прораховується за рахунок перетину ряду з полігоном, який є найближчим до камери. Полігони, які більше не є видимими, видаляються під час переходу одного ряду до іншого.

Перевага даного алгоритму в тому, що відсутня необхідність передачі координат про кожну вершину з основної пам'яті в робочу, а транслюються координати лише тих вершин, які потрапляють до зони видимості та прорахунку.

2. Raytrace (рейтрейс).

Цей тип рендеру створений для тих, хто хоче отримати картинку з максимально якісним та деталізованим промальовуванням. Рендеринг саме цього типу, має дуже велику популярність у любителів фотореалізму, і варто відзначити, що не просто.Досить часто за допомогою рейтрейс-рендерінгу ми можемо побачити реалістичні кадри природи та архітектури, які відрізнити від фотографії вдасться не кожному, до того ж, нерідко саме рейтрейс метод використовують у роботі над графіками в CG трейлерах або кіно.

На жаль, для якості, даний алгоритм рендерингу є дуже повільним і поки що не може використовуватися в ріал-тайм графіку.

Алгоритм роботи:

Ідея Raytrace алгоритму полягає в тому, що для кожного пікселя на умовному екрані від камери простежується один або кілька променів до найближчого тривимірного об'єкта. Потім промінь світла проходить певну кількість відскоків, які можуть входити відображення чи заломлення залежно від матеріалів сцени. Колір кожного пікселя обчислюється алгоритмічно на основі взаємодії світлового променя з об'єктами в його шляху, що трасується.

Метод Raycasting.

Алгоритм працює на основі «кидання» променів начебто з очей спостерігача, крізь кожен піксель екрану та знаходження найближчого об'єкта, який перешкоджає шляху такого променя. Використовуючи властивості об'єкта, його матеріалу та освітлення сцени, ми отримуємо потрібний колір пікселя.

Нерідко буває, що метод трасування променів (raytrace) плутають з методом «кидання променів» (raycasting). Але насправді, "raycasting" (метод кидання променя) фактично є спрощеним "raytrace" методом, в якому відсутня подальша обробка відбитих або заломлених променів, а прораховується тільки перша поверхня на шляху променя.

3. Radiosity.

Замість «методу трасування променів», у цьому методі прорахунок працює незалежно від камери та є об'єктно-орієнтованим на відміну від методу «піксель по пікселю».Основна функція “radiosity” полягає у тому, щоб точніше імітувати колір поверхні шляхом урахування непрямого освітлення (відскок розсіяного світла).

Перевагами "radiosity" є м'які градуйовані тіні та колірні відображення на об'єкті, що йдуть від сусідніх об'єктів з яскравим забарвленням.

Досить популярна практика використання методу Radiosity та Raytrace разом для досягнення максимально вражаючих та фотореалістичних рендерів.

Що таке Рендерінг відео?

Іноді вираз «рендерити» використовують не тільки в роботі з комп'ютерною 3D графікою, але і при роботі з відеофайлами. Процес рендерингу відео починається тоді, коли користувач відеоредактора закінчив роботу над відеофайлом, виставив усі необхідні йому параметри, звукові доріжки та візуальні ефекти. По суті, все, що залишилося, це з'єднати все зроблене в один відеофайл. Цей процес можна порівняти з роботою програміста, коли він написав код, після чого все, що залишилося, це скомпілювати весь код у працюючу програму.

Як і у 3D дизайнера, так і у користувача відеоредактора процес рендерингу йде автоматично і без участі користувача. Все, що потрібно, це задати деякі параметри перед стартом.

Швидкість рендерингу відео залежить від тривалості та якості, яка потрібна на виході. В основному, велика частина прорахунку лягатиме на потужність центрального процесора, тому від його продуктивності і залежить швидкість відео-рендерингу.

Рендеринг

Рендеринг - процес створення зображення за заздалегідь заготовленою моделлю з використанням програмного забезпечення.

Де використовується рендеринг

У середовищі 3D-художників, дизайнерів та розробників ігор під цим терміном розуміється візуалізація: отримання двовимірної картинки із тривимірної сцени. Програма, що обробляє зображення, називається рендером. У процесі створення зображення рендер обробляє масу даних, які визначають текстуру, колір і матеріал об'єкта, що візуалізується.

Проект дизайнера 金银花, створений з використанням рендерингу в 3ds Max. Джерело

Крім ПЗ, за рендеринг відповідають потужності CPU (процесора ПК) або GPU (графічного процесора відеокарти). Деякі програми передбачають можливість спільної роботи CPU та GPU для більш швидкого та якісного створення зображення.

3D дизайн. Архітектори використовують рендери для візуалізації своїх проектів, щоб їх можна було максимально вигідно уявити будівельним та рекламним компаніям, а також потенційним покупцям. До того ж прототипування з використанням 3D-технологій дозволяє швидко усунути дефекти конструкції та замінити матеріали у запланованому оздобленні. Маркетологи активно використовують рендеринг у рекламних кампаніях: фотореалістичні зображення допомагають створити яскравий і відомий образ кінцевого продукту.

Візуалізація апартаментів виконана студією YODEZEEN Architects. Джерело

Відеоігри. Фотореалізм, який досягається за допомогою рендерингу, а також висока чіткість зображення є вирішальними факторами випуску нової гри. Користувачі шукають у віртуальній реальності можливості для відпочинку та розслаблення, і розробники роблять все, щоб саме їхній продукт виглядав максимально привабливо та реалістично. Рендеринг в іграх для консолей та ПК останніми роками дозволив здійснити революцію у графіці та вдихнути нове життя в індустрію.

Рендеринг кадру відеоігри з готовністю 70%. Джерело

Монтаж відео. Рендеринг використовується у процесі зведення окремих фрагментів у єдиний файл. У процесі відео накладаються аудіодоріжка, написи, графічні елементи. До рендерингу файл може мати занадто великий розмір і перевантажувати процесор ПК, а після обробки з використанням відповідного програмного забезпечення він «стискається», його легко відтворити на комп'ютері, телевізорі або завантажити на відеохостинг.

Кіноіндустрія. Сучасне кіно не обходиться без комп'ютерної графіки. Це значно дешевше за встановлення декорацій та виготовлення складних костюмів. У студіях 3D-анімації митці створюють персонажів, фони, зображення різних предметів та інший візуал з особливо високим ступенем деталізації, тому рендеринг особливо потрібний у сфері. Кінокомпанії постійно вдосконалюють технології, зокрема, створюють симулятори додаткового освітлення, і для обробки всіх даних потрібні не просто комп'ютери, а цілі рендер-ферми.

Порівняння якості рендерингу кадру мультфільму з 10+ відбитків (ліворуч) та одним відображенням (праворуч). Джерело

Отримайте реальний досвід створення унікальних 3D-світів для ігор, реклами, IT

Техніки рендерингу

Сьогодні існує кілька алгоритмів візуалізації, які використовують рендери для отримання кінцевої фотореалістичної картинки. Але більшість їх об'єднані спільною метою — створити зображення, спираючись на особливості потрапляння світла на певний об'єкт. Фотореалізм досягається завдяки грамотному розподілу пучків світла по об'єкту. Для цього програмне забезпечення може використовувати такі техніки рендерингу.

Розтеризація. Один із найстаріших методів, які використовують рендери.При растеризації модель поділяється на багато полігонів за допомогою сітки. Вершини полігонів несуть у собі інформацію про колір, текстуру та положення. У процесі рендерингу вершини проектуються перпендикулярно до камери на порожню площину. Ефект перспективи щодо спостерігача під час растеризації не розглядається. Метод рендерингу вважається найшвидшим і сьогодні використовується у сферах, що потребують обробки зображення в реальному часі: відеоігор, симуляцій, під час роботи інтерактивного графічного інтерфейсу.

Схематичне зображення процесу растеризації. Джерело

Променеве лиття (рейкастинг). За наявності в сцені об'єктів, що перекривають один одного, розтеризація не зможе обробити зображення коректно: частина зображень при рендерингу може відобразитися і призвести до спотворення ціни. У такому разі доречно використовувати приведення променів, при якому світло прямує на модель з погляду спостерігача. При використанні такої технології промені виводитимуться на всі пікселі на площині зображення. У процесі рендерингу буде відображена та поверхня, на яку промені потраплять насамперед.

Приклад роботи рейкастингу. Джерело

Трасування променів. Променеве лиття не розраховане на коректне відображення тіней, створення заломлень і відбитків. Розвиток 3D вимагав появи нових технологій, і розробники змогли створити метод трасування променів. Принцип дії схожий на рейкастинг, але відмінність у тому, що світло відображається коректніше: первинні промені, спрямовані на модель, продукують вторинні промені — тіньові, заломлюючі або відбиті. Трасування враховує властивості поверхні моделі для створення максимального коректного зображення.Якщо ж шлях променя світла до моделі перегороджується якимось об'єктом, то поверхні моделі виникає тінь цього об'єкта. У разі, якщо поверхня має відбивні властивості, промінь буде відбито і перенаправлено інші об'єкти в сцені з урахуванням її геометрії.

Приклад наявності та відсутності трасування променів. Джерело

Рівняння рендерингу. Для передачі максимальної реалістичності потрібно не просто напрямок променя світла, а обробка складних математичних даних. З цією метою і створено рівняння рендерингу, що моделює освітлення об'єктів у всій сцені. Трасування променів використовує під час роботи лише пряме освітлення, тоді як рівняння враховує всі джерела світла, які у рендері.

Приклад зображення, отриманого за допомогою кількох рівнянь рендерингу. Джерело

Основні поняття у сфері рендерингу

Технології рендерингу можуть здатися складними для новачків, тому варто познайомитися з основними термінами.

• Прозорість – різке проходження променя світла крізь твердий об'єкт.
• Напівпрозорість – розсіяна передача променів світла крізь об'єкт.
• Заломлення - вигин світла, безпосередньо пов'язаний із прозорістю.
• Дифракція - огинання променем світла межі твердого об'єкта.
• Непряме освітлення — світло, відбите від кількох поверхонь, а чи не виходить із джерела.
• Каустика - форма непрямого освітлення, коли промені світла фокусуються крізь прозорий об'єкт.

• Фоггінг - ефект, при якому світло стає тьмянішим при проходженні крізь туман або дощ.
• Бамп-меппінг - метод моделювання нерівностей на різних поверхнях.
• Шейдинг - залежність відтінку поверхні та ступеня його яскравості від освітлення.

професія | 18 місяців

Освойте практичні навички, які відкриють шлях у геймдев, рекламу, IT. Створюйте унікальні 3D-світи як художник

ПЗ для 3D-рендерінгу

3ds Max. Популярна програма, яка широко використовується у різних сферах. Дозволяє створювати архітектурні проекти, анімованих персонажів, сцени для відеоігор і т. д. 3ds Max сумісний з Autodesk, тому художник може використовувати максимум функцій, маючи у своєму розпорядженні лише пару програм. Варто зазначити, що програмне забезпечення може бути складним в освоєнні для початківців. Велика бібліотека модифікаторів, широкий набір інструментів та просте навчання виводять її у фаворити 3D-художників. Програма платна, але студентам надається на три роки на безоплатній основі.

Зображення, отримане в 3ds Max від Yuri de Menezes. Джерело

Maya. Ще одна програма для рендерингу від розробника Autodesk. Комфортний для користувача інтерфейс, який дозволяє оптимізувати весь робочий простір під індивідуальні потреби, широкі можливості щодо маніпуляцій з об'єктами та красиві реалістичні рендери тривимірних моделей — ось головні «фішки» ПЗ. Один із найпопулярніших напрямків використання Maya – моделінг персонажів для ігор, комп'ютерної графіки, мультиплікації та відеороликів.

Робота з полігонами в Maya. Джерело

Lumion. Програма підходить для початківців, тому що має простий інтерфейс і дозволяє зручно працювати над моделями. Користувач має можливість налаштовувати анімацію, передавати створені моделі на кілька пристроїв, щоб редагувати будь-де і будь-коли.Але в Lumion є обмеження: при рендеринг він задіює графічну карту, тому в процесі обробки зображення користувач не зможе використовувати на своєму комп'ютері ПЗ, для якого потрібна робота графічної карти.

Архітектурна модель від Ten Over Studio, візуалізована до Lumion. Джерело

Cinema 4D. Ще один популярний софт з широкими можливостями та відносно простим інтерфейсом. Підтримує анімацію, моделювання, малювання, скульптуринг, рендер відео та трекінг. Програма русифікована, що особливо актуально для російських користувачів, які не володіють англійською мовою. Це універсальна програма, що підходить для вирішення більшості завдань зі створення 3D-графіки, мабуть, крім дизайну інтер'єрів (для цього найчастіше застосовується 3ds Max).

Робочий інтерфейс Cinema 4D. Джерело

Zbrush. Незвичайне програмне забезпечення від Pixologic, в якому при створенні моделі використовується технологія «ліплення», додатково посилена двигуном тривимірного рендерингу. Процес роботи в програмі нагадує за своєю логікою ручне ліплення з глини або пластиліну: тут можна додавати або зрізати матеріал, пригладжувати його і т.д. Zbrush підійде як просунутим, так і початківцям. Програма дозволяє створювати високодеталізовані об'єкти – до кількох десятків мільйонів полігонів. Цей рендерер особливо актуальний і для тих, хто створює моделі для друку на 3D-принтері.

Процес створення тривимірної моделі у Zbrush. Джерело

Sculptris. Цей рендерер може бути спрощеним варіантом описаного вище Zbrush. Він ґрунтується на принципах його роботи, але має менший набір інструментів та легший у освоєнні інтерфейс.Ще одна відмінність — ПЗ безкоштовно, тому підходить для тих, хто хоче спробувати свої сили у скульптуруванні тривимірних моделей, але не впевнений, чи продовжуватиме на професійній основі.

Приклад роботи дизайнера stone sun у Sculptris. Джерело

Blender. Безкоштовна програма із широким набором інструментів для створення 3D-моделей. Відкритий вихідний код дозволяє вдосконалювати програмне забезпечення, безліч уроків у відкритому доступі допоможуть освоїти рендерер навіть новачкам, а готова анімація або зображення можна порівняти з аналогами, які створювалися в платних програмах. Проблеми може викликати нестандартний інтерфейс.

"В Blender можна втілити будь-який дизайн": перші роботи студентів курсу "3D-artist"

Що таке рендеринг

Розповідаємо, як із 3D-моделей виходять реалістичні візуалізації, а з лінійних малюнків – деталізовані.

Ілюстрація: Поліна Честнова для Skillbox Media

Пише про дизайн у Skillbox Media, а у перервах і сама орудує графічним планшетом. Закохана у радянські шрифти, японську рекламу та російську мову.

Слово «рендеринг» має кілька значень.

Зазвичай цей термін використовують у 3DТак називають перетворення тривимірної сцени з комп'ютерної програми на картинку або відео, які побачить користувач. Це фінальний етап роботи над 3D-графікою. Завдяки рендеру на об'єктах коректно відображаються текстури, освітлення, тіні.

У 2D Рендерингом називають доопрацювання малюнка: фарбування, деталізацію, промальовування текстур та світлотіні.

У відеомонтажі процес зведення ролика – це також рендеринг. Коли аудіодоріжки, фрагменти відео, написи та графічні елементи об'єднуються.

Розберемося докладніше, навіщо використовують рендеринг, і зупинимося застосуванні в 3D: розглянемо, який софт у своїй потрібен і які існують техніки.

Де використовують рендеринг

З рендерингом стикаються фахівці, які працюють з 3D та анімацією, 2D-графікою та обробкою відео в різних галузях.

3D-ілюстрації

Тривимірну графіку використовують на сайтах, в айдентиці, рекламі. Перед тим, як ілюстрація потрапить на макет, її потрібно відрендерити.

Моушн-дизайн

Іноді використовують не статичні ілюстрації, а елементи, що рухаються. Готова анімація також виходить завдяки рендеру.

Дизайн інтер'єрів

Рендеринг дозволяє детально візуалізувати оздоблення, меблі та декор у кімнаті. Завдяки цьому замовник одразу бачить, який результат отримає.

CG та концепт-арт

Як ми вже сказали, 2D-митці роблять рендер вручну, але процес дуже схожий на роботу програми для 3D. Художник поступово деталізує малюнок, рухаючись від загального до приватного: спочатку тінь, потім кольори об'єктів, текстури. Так працюють при створенні 2D-ілюстрацій та концептів.

Геймдев

У ігри заливають відрендеровані текстури, карти нормалей та відбитків. Тому комп'ютер може швидко виводити їх на екран.

Сучасний рендер дозволяє створити ефект повного занурення в ігрову реальність

Монтаж відео для кіно та реклами

Рендеринг використовується не лише у 3D. Є ще рендеринг відеодоріжки – процес, при якому всі фрагменти ролика, написи, додаткові графічні елементи та аудіо об'єднуються у цільне відео.

Рендер дозволяє створювати вражаючі ролики

Як відбувається рендеринг у 3D

Коли 3D-художник або дизайнер робить модель у програмі, вона найчастіше відображається на екрані у спрощеному вигляді, без деталей. В ході рендерингу програма точно візуалізує налаштування, які поставив користувач:

• Форму моделей.
• Висвітлення. У 3D-сцені може бути одне або кілька джерел світла, у кожного налаштовують м'якість, віддаленість від об'єктів, колірну температуру та інші параметри. Все це програма обчислює при рендері для точної передачі світлотіні.
• Матеріали. Об'єкти можуть бути більш глянсовими або матовими, мати високу чи низьку відбивну здатність, бути прозорими чи непрозорими. За це відповідають матеріали. Наприклад, якщо вибрати метал, він за замовчуванням буде глянцевим і відображатиме сусідні об'єкти. А у пластику такого сильного блиску та відбивної здатності не буде. Іноді, крім матеріалу, також накладають текстури: можна імітувати деревину або тканину, а також нанести на об'єкт будь-який бажаний патерн.
• Камера. Рендеринг робиться під певним кутом. За ракурс відповідають налаштування камери.

Рендеринг може відбуватися як реального часу. Деякі двигуни моментально рендерят картинку, поки користувач над нею працює.

Також є фінальний рендеринг: для навантажених сцен, анімації, зображень із високою деталізацією. Залежно від складності сцени та технічних характеристик комп'ютера, фінальний рендеринг займатиме різну кількість часу — іноді це десятки годин. У процесі задіяно процесор ПК (CPU) або графічний процесор відеокарти (GPU). Іноді вони працюють одночасно.

Двигуни для рендерингу

Redshift

Двигун Autodesk дозволяє візуалізувати високополігональні сцени, створювати важкі текстури і відображати зміни в режимі реального часу. Двигун орієнтований на високу продуктивність та підходить для професійної роботи. Інтегрується з популярними програмами для 3D-моделювання: Autodesk Maya, 3ds Max, Cinema 4D, Blender, Foundry Katana.

Arnold

Ще один двигун від Autodesk по функціоналу практично еквівалентний Redshift. Розрізняються нюанси інтерфейсу та процесу роботи, але у фіналі можна отримати майже ідентичний результат. Arnold дозволяє створювати фотореалістичні сцени, рендери для кіноіндустрії. Інтегрується з Maya, Cinema 4D та Houdini.

Octane

Двигун часто використовують у ігровій індустрії. Він дозволяє візуалізувати деталізовані матеріали та оснащений інструментами для усунення шуму на основі ІІ. Інтегрується з Blender, Houdini та LightWave 3D.

V-Ray

Двигун, який переважно використовують для фотореалістичних візуалізацій інтер'єру чи екстер'єру. Він відрізняється великою кількістю тонких налаштувань під різні завдання, але досить важкий для освоєння. Інтегрується з 3ds Max, Houdini, SketchUp, Maya, Rhino, Unreal Engine, Cinema 4D та Blender.

Corona Renderer

За функціоналом Corona Renderer аналогічний V-Ray, його також часто вибирають для інтер'єрної та екстер'єрної візуалізації. При цьому меню простіше, і новачкам у ньому простіше розібратися. Інтегрується з Archicad, Maya, Cinema 4D, Blender, Rhino.

Основні поняття рендерингу у 3D

Дифракція - Процес, при якому промінь світла огинає об'єкт.

Заломлення - Вигин променя при зіткненні з об'єктом.

Прозорість - Властивість об'єкта, при якому промені світла проходять через нього наскрізь.

Напівпрозорість - Розсіювання світла, що проходить через об'єкт.

Непряме освітлення — світло, яке не походить від джерела, а відбите від якоїсь поверхні.

Каустика - Варіація непрямого освітлення, при якому світло відбивається від викривленої поверхні. Наприклад, хвиль води.

Фоггінг - ефект туману або дощу, при якому світло стає тьмянішим.

Бамп-меппінг - моделювання нерівностей на поверхні, що імітують різні матеріали.

Карта нормалей - Просунута версія бамп-мепа, створює ілюзію глибини і візуалізує більш детальне зображення.

Ембіент - Модель затінення, яка обчислює інтенсивність світла, що доходить до поверхні, і робить зображення реалістичніше.

Оклюжен — функція, що відключає рендеринг об'єктів, які не видно камери.

Кеїнг — процес поєднання кількох шарів, коли колір використовується як маска.