Oluşturma işlemi, bilgisayar grafik geliştirme döngüsünde önemli bir rol oynar. Burada çok fazla derinliğe girmeyeceğiz, ancak en azından 3D görüntülerin oluşturulmasına yönelik araç ve yöntemlerden bahsetmeden CG boru hattının hiçbir tartışması tamamlanmayacaktır.
Gelişen Film gibi
Rendering, 3 boyutlu üretimin en teknik açıdan karmaşık yönüdür, ama aslında bir benzetme bağlamında oldukça kolay anlaşılabilir: Bir film fotoğrafçısının fotoğraflarını görüntülenmeden önce geliştirmesi ve basması gibi, bilgisayar grafikleri profesyonelleri de benzer zorunluluk.
Bir sanatçı bir 3D sahnede çalışırken , manipüle ettiği modeller aslında üç boyutlu uzayda noktaların ve yüzeylerin (daha özel olarak, köşe ve çokgenler) matematiksel bir temsili.
Terim ifadesi, bir matematiksel yaklaşımdan sahneyi nihai bir 2B görüntüye çevirmek için bir 3D yazılım paketinin render motoru tarafından gerçekleştirilen hesaplamaları ifade eder. Süreç boyunca, tüm sahnenin mekansal, dokusal ve aydınlatma bilgileri, düzleştirilmiş görüntüdeki her pikselin renk değerini belirlemek için birleştirilir.
İki Tip Rendering
İki ana işleme türü vardır, bunların ana farkı, görüntülerin hesaplandığı ve sonlandırıldığı hızdır.
- Gerçek Zamanlı Renderleme: Real-Time Rendering, oyunların ve interaktif grafiklerde en göze çarpan şekilde kullanılır; burada resimler, 3D bilgiden inanılmaz derecede hızlı bir şekilde hesaplanmalıdır.
- Etkileşim: Bir oyuncunun oyun ortamı ile nasıl etkileşime gireceğini tam olarak tahmin etmek imkansız olduğundan, eylemler ortaya çıktıkça görüntüler “gerçek zamanlı” olarak işlenmelidir.
- Hız Önemlidir: Hareketin sıvı görünmesi için, saniyede en az 18 - 20 kare ekrana getirilmesi gerekir. Bundan daha az herhangi bir şey ve eylem dalgalı görünecektir.
- Yöntemler: Gerçek zamanlı oluşturma, özel grafik donanımı (GPU) tarafından büyük ölçüde geliştirilir ve mümkün olduğunca fazla bilgi toplanır. Bir oyun ortamının aydınlatma bilgisinin büyük bir kısmı önceden hesaplanmış ve render hızını iyileştirmek için doğrudan ortamın doku dosyalarına "fırınlanmıştır".
- Offline veya Pre-Rendering: Çevrimdışı oluşturma, hızın daha az sorun olduğu durumlarda kullanılır. Hesaplamalar genellikle adanmış grafik donanımı yerine çok çekirdekli CPU'lar kullanılarak gerçekleştirilir.
- Tahmin edilebilirlik: Çevrimdışı oluşturma, görsel karmaşıklık ve fotorealizm çok daha yüksek bir standartta tutulduğu animasyon ve efekt çalışmalarında en sık görülür. Her bir çerçevede neyin ortaya çıkacağına dair tahmin edilemezlik söz konusu olduğundan, büyük stüdyoların bireysel çerçevelere 90 saate kadar zaman ayırdığı bilinmektedir.
- Fotogerçekçilik: Çevrimdışı oluşturma açık uçlu bir zaman diliminde gerçekleştiğinden, gerçek zamanlı oluşturma işleminden daha yüksek düzeylerde fotogerçekçilik elde edilebilir. Karakterler, ortamlar ve ilişkili dokular ve ışıklar genellikle daha yüksek poligon sayılarına ve 4k (veya daha yüksek) çözünürlük doku dosyalarına izin verilir.
Rendering Teknikleri
Çoğu oluşturma için kullanılan üç büyük hesaplama tekniği vardır. Her birinin kendine özgü avantaj ve dezavantajları vardır, bu da bazı durumlarda her üç uygulanabilir seçeneği de yerine getirir.
- Scanline (veya rasterleştirme): Scanline rendering, hız bir gereklilik olduğunda kullanılır; bu, gerçek zamanlı oluşturma ve etkileşimli grafikler için tercih edilen tekniktir. Bir görüntü pikselini piksel oluşturmak yerine, tarama işleyicileri çokgen temelinde çokgen hesaplar. Önceden ayarlanmış (fırınlanmış) aydınlatma ile birlikte kullanılan Scanline teknikleri saniyede 60 kare hıza veya yüksek kaliteli bir grafik kartına daha iyi ulaşabilir.
- Raytracing: Raytracing'de , sahnedeki her piksel için, bir (veya daha fazla) ışın (lar) kameradan en yakın 3D nesnesine kadar izlenir. Işık ışını daha sonra 3B sahnesindeki malzemelere bağlı olarak yansıma veya kırılma içerebilen belirli sayıda "sıçrama" dan geçirilir. Her pikselin rengi, ışık ışınlarının izlenen yolundaki nesnelerle etkileşime dayanarak algoritmik olarak hesaplanır. Raytracing, scanline'dan daha fazla fotorealizm yeteneğine sahiptir, fakat katlanarak daha yavaştır.
- Radiosite: Raytracing'in aksine, radyoaktiflik kameradan bağımsız olarak hesaplanır ve piksel-pikselden ziyade yüzeye yöneliktir. Radyonun temel işlevi, dolaylı aydınlatmayı (sıçrayan dağınık ışık) hesaplayarak yüzey rengini daha doğru bir şekilde simüle etmektir. Radyosite, tipik olarak, yumuşak renkli nesnelerden gelen ışığın, yakındaki yüzeylere "kanayan" yumuşak yumuşak gölgeler ve renk kanamasıyla karakterize edilir.
- Pratikte, radyonite ve raytracing, etkileyici bir fotogerçekçilik seviyesine ulaşmak için her sistemin avantajlarını kullanarak, birbirleriyle bağlantılı olarak sıklıkla kullanılır.
Rendering Yazılımı
Oluşturma, inanılmaz derecede sofistike hesaplamalara dayanıyor olsa da, günümüzün yazılımı, bir sanatçının temel matematikle uğraşmak zorunda kalmaması için onu anlaması kolay parametreler sunar. Her büyük 3D yazılım paketinde bir render motoru bulunur ve bunların çoğunda çarpıcı fotogerçeklik düzeylerine ulaşmayı mümkün kılan malzeme ve aydınlatma paketleri bulunur.
En yaygın iki render motoru:
- Mental Ray - Autodesk Maya ile paketlenmiştir. Zihinsel Ray inanılmaz derecede çok yönlüdür, nispeten hızlıdır ve muhtemelen yeraltı saçılımına ihtiyaç duyan karakter görüntüleri için en yetkin hale getiricidir. Zihinsel ışın, raytracing ve "global illumination" (radiosity) kombinasyonunu kullanır.
- V-Işınları - Genellikle, 3DS Max ile birlikte kullanılan V-Ray'ı görürsünüz - bu arada, mimari görselleştirme ve ortam oluşturma için çift kesinlikle rakipsizdir. VRay'ın rakiplerine göre avantajları, aydınlatma araçları ve kemer-viz için geniş materyal kütüphanesidir.
Rendering teknik bir konudur, ancak genel tekniklerin bazılarına daha derinlemesine bakmaya başladığınızda oldukça ilginç olabilir.