Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
3D көріністерді 2D суреттерге түрлендіру процесі, 3D скалярлық өрістерді көрсету.
Process of converting 3D scenes into 2D images
rendering of 3D scalar fields
3D рендеринг – компьютерде 3D модельдерді 2D суреттерге түрлендірудің 3D компьютерлік графикалық процесі. 3D рендерлер фотореалистік эффектілерді немесе фотореалистік емес стильдерді қамтуы мүмкін.
3D rendering is the 3D computer graphics process of converting 3D models into 2D images on a computer. 3D renders may include photorealistic effects or non photorealistic styles.
Рендеринг әдістері
Рендеринг – дайын сахнадан нақты 2D кескін немесе анимация жасаудың соңғы процесі. Бұл нағыз өмірде декорациялар орнатылғаннан кейін фотосурет түсіруге немесе сахнаны түсіруге ұқсас. Әр түрлі және көбінесе арнайы рендеринг әдістері әзірленген. Олар ерекше реалистік емес сымдық модель көрсетуден бастап, көпбұрышты көрсетуге дейін, сондай-ақ сканерлеу сызығы арқылы рендеринг, сәулелерді іздеу немесе радиоздық сияқты жетілдірілген техникаларға дейін жетеді. Рендеринг бір кескін/кадр үшін секундтың бір бөлігінен бірнеше күнге дейін уақытты алуы мүмкін. Әдетте, әр түрлі әдістер фотореалистік рендерингке немесе нақты уақыт рендерингіне жақсырақ қолданылады.
Rendering is the final process of creating the actual 2D image or animation from the prepared scene. This can be compared to taking a photo or filming the scene after the setup is finished in real life. Several different, and often specialized, rendering methods have been developed. These range from the distinctly non realistic wireframe rendering through polygon based rendering, to more advanced techniques such as: scanline rendering, ray tracing, or radiosity. Rendering may take from fractions of a second to days for a single image/frame. In general, different methods are better suited for either photorealistic rendering, or real time rendering.
Нақты уақыт
Ойындар мен симуляциялар сияқты интерактивті медиа үшін рендеринг нақты уақытта есептеледі және көрсетіледі, секундына шамамен 20-120 кадр жылдамдығымен. Нақты уақыт рендерингіндегі мақсат – көздің бір секундтың үлесінде қабылдай алатын мүмкіндігінше көп ақпаратты көрсету. ("бір кадр" аталымымен: секундына 30 кадрлық анимацияда кадр секундың 30-дан бір бөлігін құрайды). Басты мақсат – қабылданатын ең төменгі жылдамдықпен (әдетте секундына 24 кадр, себебі адам көзі қозғалыс иллюзиясын жасау үшін осы деңгейде көруі керек) фотореализмнің ең жоғары деңгейіне қол жеткізу. Шындығында, көздің әлемді қабылдауын пайдалануға болады, нәтижесінде көрсетілетін соңғы бейне міндетті түрде нақты әлемді бейнелемейді, бірақ адам көзі көтере алатын деңгейде жақын болады. Рендеринг бағдарламалық жасақтамасы линза жарқырауы, тереңдік және қозғалыс бұлыңғырлығы сияқты визуалды эффекттерді симуляциялай алады. Бұл камералар мен адам көзінің оптикалық қасиеттерінен туындайтын визуалды құбылыстарды модельдеуге бағытталған әрекеттер. Бұл эффекттер, тіпті олар камера артефактінің симуляциясы болса да, сахнаға реализм қоса алады. Бұл ойындарда, интерактивті әлемдерде және VRML-де қолданылатын негізгі әдіс. Компьютерлік өңдеу қуатының үлкен артуы нақты уақыт рендерингі үшін, соның ішінде HDR рендерингі сияқты техникаларды қолдана отырып, реализмнің жоғары деңгейіне қол жеткізуге мүмкіндік берді. Нақты уақыт рендерингі көбінесе көпбұрышты болып келеді және компьютердің GPU-сымен қолдау көрсетіледі.
Rendering for interactive media, such as games and simulations, is calculated and displayed in real time, at rates of approximately 20 to 120 frames per second. In real time rendering, the goal is to show as much information as possible as the eye can process in a fraction of a second (a. k. a. "in one frame": In the case of a 30 frame per second animation, a frame encompasses one 30th of a second). The primary goal is to achieve an as high as possible degree of photorealism at an acceptable minimum rendering speed (usually 24 frames per second, as that is the minimum the human eye needs to see to successfully create the illusion of movement). In fact, exploitations can be applied in the way the eye 'perceives' the world, and as a result, the final image presented is not necessarily that of the real world, but one close enough for the human eye to tolerate. Rendering software may simulate such visual effects as lens flares, depth of field or motion blur. These are attempts to simulate visual phenomena resulting from the optical characteristics of cameras and of the human eye. These effects can lend an element of realism to a scene, even if the effect is merely a simulated artifact of a camera. This is the basic method employed in games, interactive worlds and VRML. The rapid increase in computer processing power has allowed a progressively higher degree of realism even for real time rendering, including techniques such as HDR rendering. Real time rendering is often polygonal and aided by the computer's GPU.
Реалдық емес уақыт
Фильмдер мен бейнелер сияқты интерактивті емес медиа үшін анимацияларды көрсету үшін көп уақыт қажет болуы мүмкін. Нақты уақыт емес рендеринг жоғары бейне сапасын алу үшін шектеулі өңдеу қуатын пайдалануға мүмкіндік береді. Жеке кадрлардың рендеринг уақыты бірнеше секундтан күрделі көріністер үшін бірнеше күнге дейін өзгеруі мүмкін. Рендерингтелген кадрлар қатты дискіде сақталады, содан кейін кинофильм сияқты басқа медиаға немесе оптикалық дискіге беріледі. Бұл кадрлар, қозғалыс иллюзиясын жасау үшін, әдетте секундына 24, 25 немесе 30 кадр (fps) жылдамдығымен рет-ретімен көрсетіледі. Егер мақсат фотореализм болса, сәуле іздеу, жол іздеу, фотон картасы немесе радиоздық сияқты техникалар қолданылады. Бұл цифрлық медиа мен көркем туындыларда қолданылатын негізгі әдіс. Жарықтың әртүрлі заттармен өзара әрекеттесуі сияқты табиғатта кездесетін басқа да эффектілерді симуляциялау үшін әдістер әзірленген. Мұндай әдістердің мысалдары: бөлшектік жүйелер (жаңбыр, түтін немесе отты симуляциялай алады), көлемдік үлгі алу (тұман, шаң және басқа кеңістіктік атмосфералық эффектілерді симуляциялау үшін), каустика (жарықтың бұрылатын беттер арқылы шоғырлануын симуляциялау, мысалы, бассейдің түбіндегі жарық толқындары) және беткі шашырау (адам терісі сияқты қатты денелердің ішінде жарықтың шашырауын симуляциялау). Рендеринг процесі есептеу жағынан қымбат, себебі симуляцияланатын физикалық процестердің күрделілігі жоғары. Компьютерлік өңдеу қуаты жылдар бойы тез өсті, бұл рендерингтің реализмін бірте-бірте арттыруға мүмкіндік берді. Компьютерлік анимация шығаратын киностудиялар әдетте бейнелерді уақтылы жасау үшін рендер-ферманы пайдаланады. Дегенмен, аппараттық құралдардың бағасының төмендеуі рендер-фермаларды пайдалануға кеткен шығындарды ескере отырып, үйдегі компьютерлік жүйеде шағын көлемде 3D анимация жасауға мүмкіндік береді. Рендерердің нәтижесі көбінесе толыққанды киносахнаның шағын бөлігі ретінде қолданылады. Көптеген материалдық қабаттар бөлек рендерингтеледі және композициялық бағдарламалық жасақтама арқылы соңғы суретке біріктіріледі.
Animations for non interactive media, such as feature films and video, can take much more time to render. Non real time rendering enables the leveraging of limited processing power in order to obtain higher image quality. Rendering times for individual frames may vary from a few seconds to several days for complex scenes. Rendered frames are stored on a hard disk, then transferred to other media such as motion picture film or optical disk. These frames are then displayed sequentially at high frame rates, typically 24, 25, or 30 frames per second (fps), to achieve the illusion of movement. When the goal is photo realism, techniques such as ray tracing, path tracing, photon mapping or radiosity are employed. This is the basic method employed in digital media and artistic works. Techniques have been developed for the purpose of simulating other naturally occurring effects, such as the interaction of light with various forms of matter. Examples of such techniques include particle systems (which can simulate rain, smoke, or fire), volumetric sampling (to simulate fog, dust and other spatial atmospheric effects), caustics (to simulate light focusing by uneven light refracting surfaces, such as the light ripples seen on the bottom of a swimming pool), and subsurface scattering (to simulate light reflecting inside the volumes of solid objects, such as human skin). The rendering process is computationally expensive, given the complex variety of physical processes being simulated. Computer processing power has increased rapidly over the years, allowing for a progressively higher degree of realistic rendering. Film studios that produce computer generated animations typically make use of a render farm to generate images in a timely manner. However, falling hardware costs mean that it is entirely possible to create small amounts of 3D animation on a home computer system given the costs involved when using render farms. The output of the renderer is often used as only one small part of a completed motion picture scene. Many layers of material may be rendered separately and integrated into the final shot using compositing software.
Ойлану
Көріну немесе шашырау – белгілі бір нүктеде келіп түсетін және шығатын жарық арасындағы байланыс. Шашырау сипаттамалары көбінесе екі жақты шашырау тарату функциясы немесе BSDF арқылы беріледі.
Reflection or scattering is the relationship between the incoming and outgoing illumination at a given point. Descriptions of scattering are usually given in terms of a bidirectional scattering distribution function or BSDF.
Көлік
Транспорт – жарық көріністе бір жерден екінші жерге қалай таралатынын сипаттайды. Көріну – жарық таралуының маңызды бөлігі.
Transport describes how illumination in a scene gets from one place to another. Visibility is a major component of light transport.
Жобалау
Көлденеңделген үш өлшемді нысандарды жазылуы керек, сонда дисплей құрылғысы, атап айтқанда монитор, оларды тек екі өлшемде көрсетуге мүмкіндік береді. Бұл процесс 3D проекция деп аталады. Бұл проекция арқылы және көптеген жағдайларда перспективалық проекция арқылы іске асырылады. Перспективалық проекцияның негізгі идеясы – көзке жақын орналасқан нысандарға қарағанда алысқа орналасқан нысандар кішірейтіледі. Бағдарламалар перспективаны бақылаушыдан қашықтықтың теріс дәрежесіне көтерілген кеңею тұрақтысын көбейту арқылы жасайды. Кеңею тұрақтысы бірге тең болса, перспектива жоқ дегенді білдіреді. Жоғары кеңею тұрақтылары "балық көзі" әсерін тудыруы мүмкін, онда бейненің бұрмалануы басталады. Орфографиялық проекция негізінен CAD немесе CAM қолданбаларында қолданылады, онда ғылыми модельдеуге нақты өлшемдер мен үшінші өлшемді сақтау қажет.
The shaded three dimensional objects must be flattened so that the display device namely a monitor can display it in only two dimensions, this process is called 3D projection. This is done using projection and, for most applications, perspective projection. The basic idea behind perspective projection is that objects that are further away are made smaller in relation to those that are closer to the eye. Programs produce perspective by multiplying a dilation constant raised to the power of the negative of the distance from the observer. A dilation constant of one means that there is no perspective. High dilation constants can cause a "fish eye" effect in which image distortion begins to occur. Orthographic projection is used mainly in CAD or CAM applications where scientific modeling requires precise measurements and preservation of the third dimension.
Рендерингтік қозғалтқыштар
Рендерлік қозғалтқыштар 3D модельдеу бағдарламалық жасақтамасымен біріктірілуі немесе интеграциялануы мүмкін, бірақ дербес бағдарламалық жасақтама да бар. Кейбір рендерлік қозғалтқыштар бірнеше 3D бағдарламалық жасақтамамен үйлесімді, ал кейбіреулері тек біреуімен ғана жұмыс істейді. Ол дайындалған 3D көріністі 2D сурет немесе анимацияға түрлендіруге жауапты. 3D рендерлік қозғалтқыштар сәуле шұғынасымен іздеу, растерлеу, жолмен іздеу сияқты әртүрлі әдістерге негізделуі мүмкін, сондай-ақ, жылдамдық пен күтілетін нәтижеге байланысты нақты уақыт және нақты емес уақыт түрлері болады, бұл жоғарыда сипатталды.
Render engines may come together or be integrated with 3D modeling software but there is standalone software as well. Some render engines are compatible with multiple 3D software, while some are exclusive to one. It's is the one responsible for the transformation of the prepared 3D scene into a 2D image or animation. 3D render engines can be based on different methods, such as ray tracing, rasterization, path tracing, also depending on the speed and the outcome expected, it comes in different types – real time and non real time, which was described above
Активтер
CAD кітапханаларында 3D модельдер, текстуралар, bump карталары, HDRИ және рендерленуге арналған әртүрлі компьютерлік графикалық жарық көздері сияқты материалдар кездеседі.
CAD libraries can have assets such as 3D models, textures, bump maps, HDRIs, and different Computer graphics lighting sources to be rendered.