Göstərmə prosesi kompüter qrafiki inkişaf dövründə mühüm rol oynayır. Burda çox dərinliyə getməyəcəyik, lakin CG boru kəmərinin heç bir müzakirəsi heç olmasa 3D şəkilləri göstərmək üçün vasitələr və metodlar olmadan tamamlana bilməz.
İnkişaf etməkdə olan film kimi
Rendering 3D istehsalın ən texniki cəhətdən mürəkkəb bir aspektidir, ancaq həqiqətən bir analogiya kontekstində asanlıqla başa düşülə bilər: Bir film fotoqrafı kimi göstərilmədən əvvəl fotoşəkilləri inkişaf etdirmək və çap etdirmək kimi, kompüter qrafika mütəxəssisləri buna bənzərdir zərurət.
Bir sənətkar bir 3D sahəyə çıxdıqda, manipulyasiya etdiyi modellər, həqiqətən, üç ölçülü məkanda bal və səthlərin (daha spesifik olaraq, köprülər və poliqonlar) riyazi bir təmsilçidir.
Göstərmə müddəti, səhnəni riyazi yaxınlaşdırmadan yekunlaşdırılmış 2D təsvirə çevirmək üçün 3D proqram paketinin göstərmə motoru tərəfindən həyata keçirilmiş hesablamalara aiddir. Proses zamanı bütün səhnənin məkan, mətn və işıqlandırma məlumatları hər bir pikselin rəng dəyərini düzləşdirilmiş təsvirdə müəyyən etmək üçün birləşdirilir.
Təqdimatın iki növü
Təsvirin iki əsas növü vardır, onların əsas fərqi görüntülərin hesablanması və dəqiqləşdirilməsi sürəti.
- Real-Time Rendering: Real-Time Rendering, şəkillərin 3D məlumatlardan inanılmaz sürətlə hesablanması lazım olan oyun və interaktiv qrafiklərdə ən çox istifadə edilir.
- İnteraktivlik: Bir oyunçunun oyun mühiti ilə necə qarşılıqlı olacağını tam olaraq proqnozlaşdırmaq mümkün olmadığı üçün hərəkətlər hərəkət kimi "real-vaxt" şəklində göstərilməlidir.
- Sürət məsələləri: Hərəkətin maye görünür olması üçün ekrana minimum 18 - 20 kvadrat göstərilməlidir. Bu və hərəkətdən daha az şey xırda görünür.
- Yöntemler: Gerçek zamanlı gösterim, xüsusi grafik donanımları (GPU'lar) tarafından, və mümkün qədər çox məlumatın önceden derlenmesiyle böyük ölçüde inkişaf edir. Bir çox oyun mühitinin işıqlandırma məlumatları əvvəlcədən hesablanır və göstərilən sürəti artırmaq üçün ətraf mühit faktura fayllarına birbaşa "bişmiş" olur.
- Offline və ya Pre-Rendering: Offline göstərmə tezliyi bir məsələdən daha az olduğu hallarda istifadə edilir, adətən, xüsusi grafik donanımı deyil, çox çekirdekli CPU istifadə edərək hesablamalar aparılır.
- Proqnozlaşdırma: Vizual mürəkkəblik və fotorealizmin daha yüksək səviyyədə saxlanıldığı yerdə animasiya və efektlərdə çevik göstərmə ən çox görülür. Hər bir çərçivədə görünəcək nə gözlənilməz olduğundan, böyük studiyalar fərdi çərçivələrə 90 saata qədər vaxt ayırmağı xahiş edirlər.
- Fotoqalalizm: Offline reallaşdırma açıq-müddətli bir zaman çərçivəsi içərisində olduğundan, yüksək səviyyəli fotorealizmin real vaxt göstəricisindən daha çox əldə edilə bilər. Karakterler, mühit və onların əlaqəli dokuları və işıqları tipik olaraq daha çox poliqon sayıları və 4k (və ya daha yüksək) həlli toxuması fayllarına icazə verilir.
Rendering Texnikaları
Çox göstərilməsi üçün istifadə olunan üç əsas hesablama üsulu mövcuddur. Hər birinin üstünlük və mənfi cəhətləri var, müəyyən hallarda hər üç variant mövcuddur.
- Scanline (və ya rasterləşdirmə): Scanline göstərilməsi sürət bir zərurət olduqda istifadə olunur ki, bu da real vaxt göstərmə və interaktiv qrafika üçün seçim üsulunu təşkil edir. Image pixel-by-pixel göstərmək əvəzinə, scanline göstəriciləri çoxbucaqlı poliqon əsasında hesablanır. Precomputed (bişmiş) işıqlandırma ilə birlikdə istifadə edilən Scanline üsulları, yüksək uçlu qrafik kartında saniyədə 60 kvadrat sürətə və ya daha yaxşı sürətə çata bilər.
- Raytracing: Raytracing , səhnədə hər pixel üçün, bir (və ya daha çox) işıq işıq kamera ən yaxın 3D obyekt qədər izlənir. İşıq şüası daha sonra, 3D sahədəki materiallardan asılı olaraq əks-sədaqət və ya refraksiyaya daxil ola bilən bir sıra "sıçramalar" sayılır. Hər bir pikselin rəngi alqoritmik olaraq yüngül rayın izlənilən yolda olan obyektlərlə qarşılıqlı əlaqəsi əsasında hesablanır. Raytracing scanline-dən daha çox fotorealizmə malikdir, lakin dözümsüz olaraq yavaş olur.
- Radiosity: Raytracing- dan fərqli olaraq, radiosite kameradan asılı olaraq hesablanır və pixel-by-pixel deyil, səth yönümlüdür. Radiosiyanın əsas funksiyası dolayı işıqlandırmanın mühakiməsi ilə səthin rəngini daha dəqiq bir şəkildə simulyasiya etməkdir. Radiosity, adətən, parlaq rəngli obyektlərdən olan işıqların yaxın səthlərə "qanadları" olduğu yumşaq soyuq kölgələr və rəngli qanaxma ilə xarakterizə olunur.
- Praktikada radioaktivlik və raytracing tez-tez bir-biri ilə birlikdə istifadə olunur, hər bir sistemin üstünlüklərini təsirli fotoqalalizm səviyyəsinə çatdırmaq üçün istifadə edir.
Rendering Software
Göstərmə inanılmaz dərəcədə mürəkkəb hesablamalara əsaslansa da, bugünkü proqram təminatı bir rəssamın əsas riyaziyyatla heç vaxt məşğul olmadığı üçün parametrləri anlamaq üçün asan təmin edir. Hər bir əsas 3D proqram dəsti ilə bir göstərici mühərriki daxildir və onların çoxu fotoşəkilçiliyin çaşqınlıq səviyyəsinə nail olmaq üçün mümkün olan material və işıqlandırma paketləri daxildir.
Ən çox yayımlanan iki mühərrik:
- Mental Ray - Autodesk Maya ilə paketləndi. Mental Ray olduqca çox yönlü, nisbətən sürətli və yəqin ki, yerüstü səpilməyə ehtiyacı olan xarakterli görünüşlər üçün ən səlahiyyətli randevirdir. Psixi nur raytracing və "qlobal işıqlandırma" (radiosity) birləşməsini istifadə edir.
- V-Ray - Tipik olaraq 3DS Max ilə birgə istifadə edilən V-Ray cihazını görürsünüz, cütlük memarlıq vizual və ətraf mühitin göstərilməsi üçün tamamilə əvəzsizdir. VRay'ın rəqibindən üstün üstünlükləri onun işıqlandırma alətləri və arch-viz üçün geniş materiallar kitabxanasıdır.
Rendering texniki bir mövzudur, ancaq həqiqətən bəzi ümumi texnikalara daha dərindən nəzər salmağa başladığınızda olduqca maraqlı ola bilər.