Рендеринг (англ. rendering — «визуализация») в компьютерной графике — процесс получения изображения по модели при помощи компьютерной программки.
Тут модель — это описание каких угодно объектов либо явлений на строго определённом языке либо в виде структуры данных. Такое описание может содержать геометрические данные, положение точки наблюдающего, информацию об освещении, степени наличия какого-то вещества, напряжённость физического поля и пр.
Примером визуализации могут служить радарные галлактические снимки, представляющие в виде изображения данные, приобретенные средством радиолокационного сканирования поверхности галлактического тела, в спектре электро-магнитных волн, невидимых человечьим глазом.
Нередко в компьютерной графике (художественной и технической) под рендерингом понимают создание плоского изображения (рисунки) по разработанной 3D-сцене. Изображение — это цифровое растровое изображение. Синонимом в данном контексте является Визуализация.
Визуализация — один из более принципиальных разделов в компьютерной графике, и на практике он тесноватым образом связан с остальными. Обычно, программные пакеты трехмерного моделирования и анимации содержат в себе также и функцию рендеринга. Есть отдельные программные продукты, выполняющие рендеринг.
Зависимо от цели, различают пре-рендеринг, как довольно неспешный процесс визуализации, применяющийся в главном при разработке видео, и рендеринг в реальном режиме, используемый в компьютерных играх. Последний нередко употребляет 3D-ускорители.
Способы рендеринга (визуализации)
На текущий момент создано огромное количество алгоритмов визуализации. Имеющееся программное обеспечение может применять немного алгоритмов для получения конечного изображения.
Трассирование каждого луча света в сцене непрактично и занимает неприемлемо продолжительные периоды времени. Даже трассирование малого количества лучей, достаточного, чтоб получить изображение, занимает чрезмерное количество времени, в том случае не применяется аппроксимация (семплирование).
Вследствие этого, было создано четыре группы способов, более действенных, чем моделирование всех лучей света, освещающих сцену:
Растеризация (англ. rasterization) и способ сканирования строк (англ. scanline rendering). Визуализация делается проецированием объектов сцены на экран в отсутствие рассмотрения эффекта перспективы относительно наблюдающего.
Способ бросания лучей (англ. ray casting). Сцена рассматривается, как наблюдаемая из определённой точки. Из точки наблюдения на объекты сцены направляются лучи, при помощи которых определяется цвет пикселя на двумерном экране. При всем этом лучи прекращают своё распространение (в отличие от способа оборотного трассирования), когда добиваются хоть какого объекта сцены или её фона. Может быть употребляются какие-то очень обыкновенные техники прибавления оптических эффектов либо внесения эффекта перспективы.
Глобальная иллюминация (англ. global illumination, radiosity). Употребляет арифметику конечных частей, чтоб симулировать диффузное распространение света от поверхностей и при всем этом достигать эффектов «мягкости» освещения.
Трассировка лучей (англ. ray tracing) похожа на способ бросания лучей. Из точки наблюдения на объекты сцены направляются лучи, при помощи которых определяется цвет пикселя на двумерном экране. Однако при всем этом луч не прекращает своё распространение, а делится на три составляющие, луча, любой из которых заносит собственный вклад в цвет пикселя на двумерном экране: отражённый, теневой и преломленный. Количество подобных разделений на составляющие определяет глубину трассирования и оказывает влияние на качество и фотореалистичность изображения. Благодаря своим концептуальным особенностям, способ позволяет получить очень фотореалистичные изображения, однако при всем этом он очень ресурсоёмкий и процесс визуализации занимает значимые периоды времени.
Передовое программное обеспечение обычно совмещает внутри себя немного техник, чтоб получить довольно высококачественное и фотореалистичное изображение за применимые издержки вычислительных ресурсов.