Рэндэру - гэта што такое? Як яго наладзіць?

Многія элементы візуальнага асяроддзя сучаснага чалавека сёння ствараюцца з дапамогай праграм кампутарнай графікі. Без візуалізацыі, зробленых 3D-мастакамі, не можа абысціся ні архітэктурная ці дызайнерская студыя, ні вытворцы кампутарных гульняў. Тэхналогія стварэння падобнага малюнка - фотореалистического або імітуе розныя мастацкія тэхнікі - складаецца з некалькіх тэхналагічных этапаў. Рэндэру - гэта важнейшы з іх, часта заключны, ад якога залежыць канчатковы вынік.

паходжанне тэрміна

Слова "рэндэру" (ці "рэндэрынг") прыйшоў, як і многае, звязанае з IP-тэхналогіямі, з англійскай мовы. Адбываецца яно ад старофранцузского rendre, які азначае "рабіць", "даць", "вярнуць", "вярнуць". Больш глыбокія карані гэтага дзеяслова ўзыходзяць да старажытнай латыні: re - прэфікс, які азначае "назад", і dare - "даваць".

Адсюль - адзін з сэнсаў сучаснага тэрміна. Рэндэру - гэта ў тым ліку працэс аднаўлення плоскасцевага малюнка на аснове трохмернай мадэлі, якая змяшчае звесткі аб фізічных уласцівасцях аб'екта - яго форме, фактуры паверхні, асветленасці і гэтак далей.

Рэндэру і візуалізацыя

Якое ўвайшло спачатку ў лексікон тых, хто прафесійна займаецца лічбавымі тэхналогіямі стварэння малюнкаў, гэта слова ўсё часцей ужываецца і ў штодзённым ужытку. Даць гатовы рэндэру просяць, напрыклад, пры замове мэблі - асобнага аб'екта або абстаноўкі цэлага памяшкання, а пры праектаванні інтэр'ера або ўсяго будынка рэндэру - гэта адно з асноўных сродкаў данесці да заказчыка сэнс ідэй архітэктара ці дызайнера.

Маецца сінонім, блізкі па значэнні і часцей які ўжываецца ў звычайнай асяроддзі, хоць і больш грувасткі, - візуалізацыя. Сярод прафесіяналаў архітэктурнай або гульнявой камп'ютэрнай графікі сёння прынята мець вузкую спецыялізацыю: ёсць тыя, хто займаецца мадэлінгу - стварае трохмерныя аб'екты, і тыя, хто забяспечвае рэндэрынг гатовай сцэны - выстаўляе асвятленне, выбірае пункт гледжання і настройвае, а потым і запускае рэндэру-праграму.

вызначэння

Гэтае слова мае некалькі значэнняў:

• Рэндэру, або рэндэрынг, - адмалёўка, працэс атрымання тэхнічнага ці мастацкага плоскасцевага растравага малюнка на аснове трохмерных лічбавых мадэляў, створаных пры дапамозе адмысловых праграмных пакетаў - Blender, 3D Max, CINEMA, Maya і інш.
• Рэндэру - гэта, уласна, вынік такога працэсу - растравая малюнак, фатаграфія, а таксама малюнак герояў і асяроддзі ў кампутарных гульнях або створаныя тридэшниками відэафайлы, якія выкарыстоўваюцца пры вытворчасці фільмаў - звычайных або анімацыйных.
• Рэндэру, або рендерер, - так называюць адмысловы софт, з дапамогай якога і адбываецца пераўтварэнне 3D-мадэляў ў малюнак. Такія праграмы могуць быць убудаваныя ў графічны пакет або прымяняцца ў выглядзе асобных прыкладанняў: RenderMan, Mental Ray, V-ray, Corona, Brasil, Maxwell, FinalRender, Fryrender, Modo і многія іншыя. Рэндэрыць, як і ўсё, звязанае з лічбавымі тэхналогіямі, пастаянна абнаўляюцца. Яны адрозніваюцца алгарытмамі, ужывальнымі для абліку фізічных характарыстык мадэляў і іх асяроддзя. На іх аснове ствараюцца цэлыя сістэмы рэндэрынгу, якія дазваляюць ствараць свае матэрыялы, свяцільні, камеры і т. П.

Тыпы рэндэру: online і пререндеринг

Адрозніваюць два асноўных тыпу рэндэру у залежнасці ад хуткасці, з якой павінна адбывацца атрыманне гатовага малюнка. Першы - рэндэрынг ў рэальным часе, неабходны ў інтэрактыўнай графіцы, у асноўным у кампутарных гульнях. Тут патрэбен хуткі рэндэру, малюнак павінна выводзіцца на экран імгненна, таму шмат што ў сцэне разлічваецца загадзя і захоўваецца ў ёй у выглядзе асобных дадзеных. Да іх ставяцца тэкстуры, якія вызначаюць знешні выгляд аб'ектаў і асвятленне. Праграмы, якія выкарыстоўваюцца для онлайн-рэндэру, выкарыстоўваюць у асноўным рэсурсы графічнай карты і аператыўнай памяці кампутара і ў меншай ступені - працэсара.

Для рэндэру сцэн, больш складаных візуальна, а таксама там, дзе пытанне хуткасці не так актуальны, калі значна важней якасць рэндэру, выкарыстоўваюцца іншыя метады і праграмы для рэндэрынгу. У гэтым выпадку выкарыстоўваецца ўся моц шмат'ядравых працэсараў, выстаўляюцца самыя высокія параметры дазволу тэкстур, абліку асвятлення. Часта ўжываецца і постапрацоўку рэндэру, якая дазваляе дамагчыся высокай ступені фотарэалістычных ці патрэбнага мастацкага эфекту.

Метады праліку сцэны

Выбар спосабаў атрымання малюнка залежыць ад канкрэтнай задачы і часта ад асабістых пераваг і вопыту візуалізатара. Распрацоўваюцца ўсё новыя сістэмы рэндэру - ці вузкаспецыялізаваныя, або універсальныя. Сёння ў аснове самых распаўсюджаных праграм-рэндэру ляжаць тры асноўных вылічальных метаду:

• Растеризация (Scanline) - метад, пры якім малюнак ствараецца пралікам не асобных кропак-пікселяў, а цэлых граняў-палігонаў і буйных участкаў паверхняў. Тэкстуры, якія вызначаюць ўласцівасці аб'ектаў, як і святло ў сцэне, зафіксаваныя ў выглядзе нязменных дадзеных. Якое атрымліваецца малюнак часта не адлюстроўвае перспектыўных змяненняў асветленасці, глыбіні рэзкасці і т. Д. Часцей за ўжываецца ў сістэмах для праліку сцэн у гульнях і ў видеопродакшене.
• Трасіроўка прамянёў (Raytracing) - фізіка сцэны пралічваецца на аснове прамянёў, выходных з аб'ектыва віртуальнай камеры і аналізу ўзаемадзеяння кожнага прамяня з аб'ектамі, з якімі ён сустракаецца ў сцэне. У залежнасці ад колькасці і якасці такіх «адскокам» імітуецца адлюстраванне або праламленне святла, яго колер, насычанасць і т. Д. Якасць атрыманай карцінкі ў параўнанні з растеризацией значна вышэй, але за яе рэалістычнасць даводзіцца плаціць падвышаным выдаткам рэсурсаў.
• Разлік адлюстраванага святла (Radiosity) - кожная кропка, кожны піксель малюнка надзяляецца колерам, які не залежыць ад камеры. На яго ўплываюць глабальныя і мясцовыя крыніцы святла і асяроддзе. Такі метад дазваляе разлічыць з'яўленне на паверхні мадэлі каляровых і светлавых рэфлексаў ад побач размешчаных аб'ектаў.

Практыка паказвае, што найбольш прасунутыя і папулярныя сістэмы рэндэру выкарыстоўвае спалучэнне ўсіх або асноўных метадаў. Гэта дазваляе дамагчыся максімальнага фотарэалізму і дакладнасці ў адлюстраванні фізічных працэсаў у дадзенай сцэне.

паслядоўнасць рэндэру

Хоць сучасны падыход у кампутарнай графіцы аддае перавагу вылучыць рэндэру ў адасоблены этап, які прадугледжвае наяўнасць спецыяльных ведаў і навыкаў, па сутнасці, ён неаддзельны ад усяго працэсу падрыхтоўкі візуалізацыі. Калі, напрыклад, праектуецца інтэр'ер, рэндэру будзе залежаць ад выгляду ўжывальных матэрыялаў, а ў кожнай сістэмы візуалізацыі свой алгарытм імітацыі тэкстуры і фактуры паверхні.

Гэта ж адносіцца і да спосабаў асвятлення сцэны. Настройка натуральнага і штучнага святла, уласцівасцяў ўласнай і падаючай цені, сілы рэфлексаў, эфектаў самосвечения - наступны этап стварэння візуалізацыі сцэны. Як наладзіць рэндэру, залежыць ад выкарыстоўванага софту і ад прадукцыйнасці сістэмы. У кожным пакеце і праграме-візуалізатар ёсць свае тонкасці і нюансы.

Напрыклад, Corona Renderer валодае магчымасцю рэгулявання налад непасрэдна ў ходзе праявы выніковай карцінкі. У рэжыме анлайн можна змяняць магутнасць свяцілень, рэгуляваць каляровасць, рэзкасць малюнка.

Постапрацоўку вынікаў рэндэру

Для канкрэтнай задачы лагічна ўжываць асаблівыя методыкі візуалізацыі. У архітэктуры патрабуюцца іншыя выяўленчыя сродкі, чым пры стварэнні тэхнічнай ілюстрацыі. Рэндэру экстэр'ера, напрыклад, часта патрабуе ад выканаўцы валодання графічнымі пакетамі па працы з растравым малюнкамі, самы папулярны з якіх - Adobe Photoshop. Прычым не заўсёды гэта робіцца для павышэння фотарэалістычных. Сучасныя тэндэнцыі ў архітэктурнай падачы прадугледжваюць імітацыю ручной графікі - акварэлі, гуашы, чарчэння тушшу і т. Д.

Якасная постапрацоўку рэндэру звычайна пачынаецца з выбару патрэбнага фармату файла, які атрымліваецца пасля заканчэння працы праграмы. Прынята гатовы малюнак захоўваць папластова, задзейнічаючы асобныя каляровыя каналы. Гэта дазваляе дамагчыся высокага выніку пры звядзенні ўсіх слаёў ў агульнае малюнак, выкарыстоўваючы больш дакладную і тонкую каляровую наладу.

Рэндэру і прадукцыйнасць сістэмы

Выкананне якаснай візуалізацыі залежыць не толькі ад праграмнага забеспячэння працэсу. На выніковы вынік ўплывае магутнасць выкарыстоўванага «жалеза». Асабліва гэты фактар уплывае на хуткасць працы - складаная сцэна часам рэндэру некалькі дзён, калі кампутар не мае дастатковых аб'ёмаў аператыўнай памяці або валодае малапрадукцыйнай працэсарам.

Як паскорыць рэндэру і палепшыць выніковы вынік, калі рэсурсаў не хапае? Можна змяніць налады праграмы, паменшыўшы да разумных велічынь дазвол тэкстур матэрыялаў і фінішнага малюнка, змяніўшы параметры свяцілень так, каб святло і цені аблічваць больш буйнымі ўчасткамі, без залішняй деталировки і т. Д. Калі ёсць сетка, можна выкарыстоўваць пакетны рэндэру, калі для абліку малюнка прыцягваюцца магутнасці іншых кампутараў.

Рэндэру-ферма

Сёння магчыма выкарыстанне магутнасцяў аддаленых кампутарных кластараў, якія аказваюць паслугі па пакетнай апрацоўцы 3D-файлаў. Гэта высокапрадукцыйныя сістэмы, здольныя за кароткі тэрмін візуалізаваць самыя складаныя і насычаныя сцэны. Яны справяцца з любымі візуальнымі эфектамі нават пры стварэнні відэафайлаў вялікі працягласці.

Звязаўшыся з пастаўшчыком такіх паслуг, спіс якіх заўсёды можна знайсці ў Інтэрнэце, узгадніўшы кошт і ўмовы падрыхтоўкі файлаў, можна істотна зэканоміць на хуткасці працы і дамагчыся неабходнага ўзроўню якасці выніковага малюнка. У распараджэнні такіх кампаній бывае да некалькіх тысяч працэсараў і сотні тэрабайт аператыўкі. Рэндэру-ферма разлічвае кошт работ, зыходзячы з аб'ёму зыходнага файла і тэрміну выканання візуалізацыі. Напрыклад, кошт аднаго кадра дазволам 1920х1080, для рэндэрынгу якога на стандартным абсталяванні спатрэбіцца 3 гадзіны, складае каля 100 рублёў. Сцэна пралічваецца на працягу 8 хвілін.

правільны выбар

Адказ на пытанне пра тое, як зрабіць рэндэру невялікага і простага па форме аб'екта або насычанай візуальнымі эфектамі анімацыйнай прэзентацыі катэджнага пасёлка, мяркуе розны падыход. У выпадку самастойнага выканання падобнай працы неабходна пісьменна выбраць неабходнае праграмнае забеспячэнне і паклапаціцца аб дастатковай магутнасці камп'ютэрнага абсталявання. У любым выпадку ад апошняга этапу працы - рэндэрынгу - будзе залежаць, ці згодныя вас выніковы вынік.