Что такое рендеринг

У слова «рендеринг» несколько значений.

Обычно этот термин используют в 3D, так называют преобразование трёхмерной сцены из компьютерной программы в картинку или видео, которые увидит пользователь. Это финальный этап работы над 3D-графикой. Благодаря рендеру на объектах корректно отображаются текстуры, освещение, тени.

В 2D рендерингом называют доработку рисунка: окрашивание, детализацию, прорисовку текстур и светотени.

В видеомонтаже процесс сведения ролика — это тоже рендеринг. Когда аудиодорожки, фрагменты видео, надписи и графические элементы объединяются.

Разберёмся поподробнее, для чего используют рендеринг, и остановимся на применении в 3D: рассмотрим, какой софт при этом нужен и какие существуют техники.

Где используют рендеринг

С рендерингом сталкиваются специалисты, которые работают с 3D и анимацией, 2D-графикой и обработкой видео в разных областях.

3D-иллюстрации

Трёхмерную графику используют на сайтах, в айдентике, в рекламе. Перед тем как иллюстрация попадёт на макет, её нужно отрендерить.

Моушн-дизайн

Иногда используют не статичные иллюстрации, а движущиеся элементы. Готовая анимация также получается благодаря рендеру.

Читайте также:

12 популярных программ для создания анимации

Дизайн интерьеров

Рендеринг позволяет детально визуализировать отделку, мебель и декор в комнате. Благодаря этому заказчик сразу видит, какой результат получит.

Читайте также:

Кто такой дизайнер интерьера

CG и концепт-арт

Как мы уже сказали, 2D-художники делают рендер вручную, но процесс очень похож на работу программы для 3D. Художник постепенно детализирует рисунок, двигаясь от общего к частному: сначала тень, затем цвета объектов, текстуры. Так работают при создании 2D-иллюстраций и концептов.

Геймдев

В игры заливают отрендеренные текстуры, карты нормалей и отражений. Поэтому компьютер пользователя может быстро выводить их на экран.

Монтаж видео для кино и рекламы

Рендеринг используется не только в 3D. Есть ещё рендеринг видеодорожки — процесс, при котором все фрагменты ролика, надписи, дополнительные графические элементы и аудио объединяются в цельное видео.

Как проходит рендеринг в 3D

Когда 3D-художник или дизайнер делает модель в программе, она зачастую отображается на экране в упрощённом виде, без деталей. В ходе рендеринга программа точно визуализирует настройки, которые задал пользователь:

• Форму моделей.
• Освещение. В 3D-сцене может быть один или несколько источников света, у каждого настраивают мягкость, удалённость от объектов, цветовую температуру и другие параметры. Всё это программа вычисляет при рендере для точной передачи светотени.
• Материалы. Объекты могут быть более глянцевыми или матовыми, иметь высокую или низкую отражательную способность, быть прозрачными или непрозрачными. За это отвечают материалы. Например, если выбрать металл, он по умолчанию будет глянцевым и отражать соседние объекты. А у пластика такого сильного блеска и отражательной способности не будет. Иногда помимо материала также накладывают текстуры: можно имитировать древесину или ткань, а также нанести на объект любой желаемый паттерн.
• Камера. Рендеринг делается под определённым углом. За ракурс отвечают настройки камеры.

Рендеринг может происходить в режиме реального времени. Некоторые движки моментально рендерят картинку, пока пользователь над ней работает.

Также есть финальный рендеринг: для нагруженных сцен, анимации, изображений с высокой детализацией. В зависимости от сложности сцены и технических характеристик компьютера финальный рендеринг будет занимать разное количество времени — иногда это десятки часов. В процессе задействован процессор ПК (CPU) или графический процессор видеокарты (GPU). Иногда они работают одновременно.

Движки для рендеринга

Redshift

Движок от Autodesk позволяет визуализировать высокополигональные сцены, создавать тяжёлые текстуры и отображать изменения в режиме реального времени. Движок ориентирован на высокую производительность и подходит для профессиональной работы. Интегрируется с популярными программами для 3D-моделирования: Autodesk Maya, 3ds Max, Cinema 4D, Blender, Foundry Katana.

Arnold

Ещё один движок от Autodesk по функционалу практически эквивалентен Redshift. Различаются нюансы интерфейса и процесса работы, но в финале можно получить почти идентичный результат. Arnold позволяет создавать фотореалистичные сцены, рендеры для киноиндустрии. Интегрируется с Maya, Cinema 4D и Houdini.

Octane

Движок часто используют в игровой индустрии. Он позволяет визуализировать детализированные материалы и оснащён инструментами для устранения шума на основе ИИ. Интегрируется с Blender, Houdini и LightWave 3D.

V-Ray

Движок, который преимущественно используют для фотореалистичных визуализаций интерьера или экстерьера. Он отличается большим количеством тонких настроек под разные задачи, но при этом довольно трудный для освоения. Интегрируется с 3ds Max, Houdini, SketchUp, Maya, Rhino, Unreal Engine, Cinema 4D и Blender.

Corona Renderer

По функционалу Corona Renderer аналогичен V-Ray, его также часто выбирают для интерьерной и экстерьерной визуализации. При этом меню более простое, и новичкам в нём проще разобраться. Интегрируется с Archicad, Maya, Cinema 4D, Blender, Rhino.

Основные понятия рендеринга в 3D

Дифракция — процесс, при котором луч света огибает объект.

Преломление — изгиб луча при столкновении с объектом.

Прозрачность — свойство объекта, при котором лучи света проходят через него насквозь.

Полупрозрачность — рассеивание света, проходящего через объект.

Непрямое освещение — свет, который не исходит от источника, а отражён от какой-то поверхности.

Каустика — вариация непрямого освещения, при котором свет отражается от искривлённой поверхности. Например, от волн воды.

Фоггинг — эффект тумана или дождя, при котором свет становится тусклее.

Бамп-мэппинг — моделирование неровностей на поверхности, которые имитируют разные материалы.

Карта нормалей — продвинутая версия бамп-мэппа, создаёт иллюзию глубины и визуализирует более детализированное изображение.

Эмбиент — модель затенения, которая вычисляет интенсивность света, доходящего до поверхности, и делает изображение реалистичнее.

Оклюжен — функция, отключающая рендеринг объектов, которые не видны камере.

Кеинг — процесс совмещения нескольких слоёв, когда цвет используется в качестве маски.