Rendering

Pelbagai teknik rendering digunakan pada satu adegan 3D.

Imej yang dicipta dengan menggunakan POV-Ray 3.6.

Rendering atau sintesis imej ialah proses menghasilkan imej fotorealistik atau bukan fotorealistik daripada model 2D atau 3D melalui program komputer. Imej yang terhasil dirujuk sebagai render. Berbilang model boleh ditakrifkan dalam fail pemandangan yang mengandungi objek dalam bahasa atau struktur data yang ditakrifkan dengan ketat. Fail pemandangan mengandungi maklumat geometri, sudut pandangan, tekstur, pencahayaan dan teduhan yang menerangkan pemandangan maya. Data yang terkandung dalam fail adegan kemudiannya dihantar ke program rendering untuk diproses dan output ke imej digital atau fail imej grafik raster. Istilah rendering adalah analog dengan konsep impresi artis terhadap sesuatu adegan. Istilah rendering juga digunakan untuk menerangkan proses pengiraan kesan dalam program penyuntingan video untuk menghasilkan output video akhir.

Rendering ialah salah satu subtopik utama grafik komputer 3D, dan dalam dunia nyata, sentiasa disambungkan kepada yang lain. Ia merupakan langkah utama terakhir dalam perancangan grafik, memberikan model dan animasi penampilan terakhir mereka. Dengan peningkatan kecanggihan grafik komputer sejak 1970-an, ia telah menjadi subjek yang lebih khusus.

Rendering mempunyai kegunaan dalam seni bina, permainan video, simulator, filem dan kesan visual TV serta visualisasi reka bentuk, masing-masing menggunakan keseimbangan ciri dan teknik yang berbeza. Pelbagai jenis perisian render tersedia untuk digunakan. Ada yang disepadukan ke dalam pakej pemodelan dan animasi yang lebih besar, ada yang wujud secara tersendiri, dan ada yang merupakan projek sumber terbuka percuma. Di bahagian dalam, perisian rendering ialah program yang direka bentuk dengan teliti berdasarkan pelbagai disiplin, termasuk fizik cahaya, persepsi visual, matematik dan pembangunan perisian.

Walaupun butiran teknikal kaedah pemaparan berbeza-beza, cabaran umum yang perlu diatasi dalam menghasilkan imej 2D pada skrin daripada perwakilan 3D yang disimpan dalam fail pemandangan dikendalikan oleh perancangan grafik dalam peranti pemaparan seperti GPU. GPU ialah peranti yang dibina khas yang membantu CPU dalam melaksanakan pengiraan pemaparan yang kompleks. Jika adegan itu kelihatan agak realistik dan boleh diramal di bawah pencahayaan maya, perisian pemaparan mesti menyelesaikan persamaan rendering. Persamaan rendering tidak mengambil kira semua fenomena pencahayaan, sebaliknya bertindak sebagai model pencahayaan umum untuk pengimejan janaan komputer.

Dalam kes grafik 3D, adegan boleh diberikan secara awal atau dijana dalam masa nyata. Proses rendering awal ialah proses yang perlahan dan intensif dari segi pengiraan yang biasanya digunakan dalam pembikinan filem, di mana adegan boleh dijana lebih awal, manakala rendering masa nyata selalunya dilakukan untuk permainan video 3D dan aplikasi lain yang memerlukan penciptaan adegan secara dinamik. Pemecut perkakasan 3D boleh meningkatkan prestasi masa nyata.

Ciri-ciri

Imej yang diberikan boleh difahami dari segi beberapa ciri yang boleh dilihat. Penyelidikan dan pembangunan rendering sebahagian besarnya telah didorong oleh mencari cara untuk mensimulasikan ini dengan cekap. Sesetengahnya berkaitan secara langsung dengan algoritma dan teknik tertentu, manakala yang lain dihasilkan bersama.

• Pelorekan – bagaimana warna dan kecerahan permukaan berbeza dengan pencahayaan
• Pemetaan tekstur – kaedah mengaplikasikan perincian pada permukaan
• Pemetaan tompokan – kaedah mensimulasikan tompokan berskala kecil pada permukaan
• Pengasapan – bagaimana cahaya menjadi malap apabila melalui atmosfera atau udara yang tidak jelas
• Bayang-bayang – kesan menghalang cahaya
• Bayang-bayang lembut – kegelapan yang berbeza-beza disebabkan oleh sumber cahaya yang sebahagiannya dikaburkan
• Pantulan – pantulan seperti cermin atau sangat berkilat
• Ketelusan (optik), ketelusan (grafik) atau kelegapan – penghantaran cahaya yang tajam melalui objek pepejal
• Kelutsinaran – penghantaran cahaya yang sangat berselerak melalui objek pepejal
• Pembiasan – lenturan cahaya yang dikaitkan dengan ketelusan
• Pembelauan – lenturan, penyebaran dan gangguan cahaya yang melalui objek atau apertur yang mengganggu sinar
• Pencahayaan tidak langsung – permukaan yang diterangi oleh cahaya yang dipantulkan dari permukaan lain, bukannya terus dari sumber cahaya (juga dikenali sebagai pencahayaan global)
• Kaustik (suatu bentuk pencahayaan tidak langsung) – pantulan cahaya dari objek berkilat, atau pemfokusan cahaya melalui objek lutsinar, untuk menghasilkan sorotan terang pada objek lain
• Kedalaman – objek kelihatan kabur atau tidak fokus apabila terlalu jauh di hadapan atau di belakang objek dalam fokus
• Kekaburan gerakan – objek kelihatan kabur disebabkan oleh gerakan berkelajuan tinggi, atau gerakan kamera
• Paparan bukan fotorealistik – rendering adegan dalam gaya artistik, bertujuan untuk kelihatan seperti lukisan atau lukisan