Рендер что это в дизайне
Рендер что это в дизайне
Секреты дизайнеров. 3D-визуализация: сравниваем интерьер на фото и рендерах
Сегодня мы постараемся ответить на вопрос, которым задаются многие заказчики накануне ремонта: действительно ли необходима 3D-визуализация или это способ дизайнера на вас больше заработать? О том, зачем нужны рендеры и в каких случаях без них не обойтись, нам рассказал руководитель студии Dia, дизайнер Дмитрий Воюнков.
Столичные дизайнеры разделились на два лагеря. Одни уверены в необходимости 3D визуализации, другие убеждают в обратном. Так как же быть?
При первом подходе дизайнер сначала продумывает планировочные решения, концепцию интерьера, подбирает мебель и материалы. Затем он работает над итоговыми чертежами и только потом предлагает заказчику сделать визуализацию. При таком подходе дизайнеры и сами не часто настаивают на 3D-варианте: определенный образ интерьера у них уже сложился, а разработка детальной визуализации займет время. В этом случае Вы во многом доверяетесь дизайнеру, и основная часть вопросов будет решаться на этапе воплощения интерьера.
Второй подход предполагает иную последовательность. Вначале разрабатывается детальная объемная модель пространства, которая представляется заказчику в виде фотореалистичного изображения. После обсуждения и правок визуализации готовятся итоговые чертежи.
1. Объемное моделирование помогает выявить неявные ошибки, которые не видны на планировке или чертежах.
Только трехмерная модель позволяет понять, как будут выглядеть некоторые элементы: узлы примыкания потолков; объемные конструкции и ниши; сложные мебельные элементы; расположение светильников и многое другое. Оценивая стоимость визуализации, учитывайте, ошибка во время ремонта может обойтись гораздо дороже.
2. Она помогает передать целостность образа.
3. Возможность легко « редактировать» проект.
1. При создании готового « рендера» некоторые дизайнеры используют наиболее удачные ракурсы.
То есть, на картинке некое решение выглядит хорошо только благодаря выигрышно выбранному положению камеры. С других сторон все будет менее эффектно. Такое поведение дизайнера можно назвать неэтичным. Именно поэтому есть стереотип, что дизайнеры способны лишь сделать красивую картинку, но воплотить ее в жизнь — нет.
2. Слишком красивая визуализация.
Речь идет о том, что дизайнер не учитывает наличие бытовых вещей: кухонная техника, книги, сувениры — присутствие этих вещей нужно учитывать. Без них интерьер выглядит лощеным, но не соответствует тому, что будет на самом деле. Или другой вариант, когда дизайнер для визуализации использует более дорогие материалы, а для реального ремонта — дешевые аналоги. Естественно, общая картинка будет отличаться. Поэтому зачастую мы видим неудачный интерьер, сделанный по хорошей картинке.
3. Использование в визуализации того, что невозможно воплотить в жизнь.
Или возможно, но слишком сложно, долго и затратно. Идея креативная, заказчик в восторге и согласен на все. Но при реализации дизайнер понимает, что он увлекся. Это слишком проблематично или накладно, и приходится отказаться от идеи. В итоге помещение выглядит далеко не так, как было на картинке.
Подведем итоги. Если вы хотите увидеть, как будет выглядеть ваш будущий интерьер, то 3D-визуализация — лучший способ. При этом ее должен делать профессиональный дизайнер с практическим опытом реализации интерьеров, а не просто человек, создающий « красивые картинки». Нарисовать их можно легко, а воплотить в жизнь иногда проблематично. Не каждый талантливый художник — хороший дизайнер.
Еще стоит подчеркнуть, что это нормальная практика, когда конечный результат ремонта слегка отличается от рендеров. В процессе ремонта происходит незначительная корректировка проекта, обычно в лучшую сторону. Иногда меняются какие-то предметы мебели, цвет столешниц, форма светильников и так далее — это вполне в порядке вещей. Грамотные дополнения может внести специалист по мебели, по текстилю, по свету — все это ведет только к совершенствованию интерьера. Также многие решения меняются с целью элементарной экономии без ухудшения качества, но с изменением цвета или фактуры.
Для сравнения рендеров и фото важно, в какое время суток проходила съемка помещения. Если фото сделаны при дневном свете, а рендер — в вечернем освещении, то, понятное дело, они будут отличаться. Плюс сами заказчики могут передумать: выбрать другой цвет стен или вместо декоративного кирпича остановиться на штукатурке.
Фото и рендеры: авторские работы дизайн-студии Dia
Как научиться рисовать любые материалы?
Что такое рендер и как с ним справиться? Как использовать материалы в дизайне и избежать досадных ошибок? Расскажем на примере курса «Рисование материалов». Упражнения и советы из статьи можно использовать вне курса.
Практиковаться в рисовании материалов нужно для того, чтобы ваши работы выглядели реалистично и убедительно. При этом не важно, в какой стилистике вы рисуете — в мультяшной или с упором на реализм. Зритель должен понимать что он видит перед собой. Эту задачу художник решает на этапе рендера.
Термин «рендер» часто используется в цифровом рисовании. Он перекочевал к CG-художникам из сферы 3D-моделирования. Корни само слово берет из позднелатинского reddere, которое изначально означало «возвращать, восстанавливать». По сути, рендер — это финальный этап визуализации объекта, на котором он приобретает конечный вид. Синонимами являются также слова «прорисовка» и «отрисовка».
Перед тем, как приступать к рисованию, нужно понимать, что умение реалистично изображать материалы — это лишь верхушка айсберга. Без базовых знаний такой навык практически бесполезен; он работает только в связке с другими. Как бы круто ни были зарендерены доспехи и меч рыцаря, они не зацепят внимание, если у них будет скучный дизайн. Неверная тоновая разбивка или неудачно подобранные цвета тоже не сделают рисунок привлекательнее.
Курс «Рисование материалов» — логическое продолжение цепочки курсов: «Основы CG-рисунка» —> «Скетчинг и форма» —> «Рисование материалов». Поэтому, исходя из этой логики, ваше изучение материалов будет более эффективным, если вы уже владеете азами цифрового рисования, умеете генерировать интересные формы и силуэты, а также изображать объекты в разных ракурсах. Тем не менее, на курсе мы не просто учим рисовать железо, камень и т.д., но уделяем внимание дизайну и передаче форм.
Способность материалов отражать, пропускать и поглощать свет является их фундаментальным свойством. По сути все, что мы видим — это световые волны, которые отразились от предметов. Их затем улавливают наши глаза. По данному признаку большую часть материалов можно условно разделить на три группы — матовые, глянцевые и прозрачные. На эти блоки и разбит курс «Рисование материалов». Также добавлен четвертый блок, где разбираются материалы со сложной структурой и объясняются принципы, которым стоит следовать в дизайне.
Обучение на курсе построено по принципу изолированного освоения. Любой навык лучше тренировать, не отвлекаясь на что-то другое. Студенты осваивают каждый тип материала отдельно и тренируются на заранее заготовленных предметах простой формы. Так мы пропускаем работу, которая предшествует этапу рендера и сосредотачиваемся на теме курса.
Теперь пробежимся по особенностям материалов, расскажем, какие ошибки чаще всего допускают студенты и как их избежать.
Матовый материал является одним из самых сложных для рисования. Как показывает практика, студенты больше усердствуют в работе с бликами и отражениями. Принципы изображения матовых поверхностей они при этом упускают, считая, что это простейший этап обучения.
Курс начинается с изучения матовых материалов, поскольку на них удобно тренироваться в передаче формы и объема и разбираться с освещением. При этом не нужно отвлекаться на расстановку бликов и прорисовку отражений.
Способность предметов отражать свет во многом зависит от состояния их поверхности и способности пропускать свет. Матовые материалы — они же чаще всего являются диэлектриками, т.е. неметаллами — обычно имеют шероховатую поверхность. Световое излучение отражается от неровностей поверхности во всех направлениях, а в диэлектриках даже проникает в верхние слои материала. Поэтому каждая грань предмета будет казаться однотонной. На матовых материалах нет ярко выраженных бликов, отражений и глубоких теней, а переходы между светом и тенью — плавные.
Матовые материалы часто имеют природное происхождение. Ими могут быть камень или древесина, не подвергшиеся обработке. Природа редко использует ровные линии, поэтому силуэты таких материалов не будут иметь идеальную форму.
Вопрос о том, как осветить объект, возникает с первого задания. Пока вы тренируетесь, советуем придерживаться классической схемы постановки освещения. Она предусматривает три источника света:
Для того, чтобы цвета были выразительнее, художнику следует помнить про золотое правило живописи — свет теплый, а тень холодная (или наоборот, подробнее тут). Так нам удастся не только внести разнообразие в цветовую палитру, но и сделать освещение естественным.
Важно понимать, когда какие инструменты использовать. Например, какую кисть взять для формирования краев — жесткую или мягкую, и как с ней работать, чтобы избежать «мыльности». Часто это не вопрос выбора одного инструмента, а целого пайплайна (рабочего процесса, который включает и инструменты, порядок работы с ними). На курсе разбирают несколько таких пайплайнов: послойное рисование от черно-белой основы, покраска с помощью «карт градиентов» (о ней ниже) и другие.
Для рисования простых матовых материалов подходит метод отрисовки от ч/б с прорисовкой теней от рассеянного света (ambient occlusion, подробнее — тут). Делается это мягкой кистью, тени выделяются с помощью лассо, предмет красится послойно, с учетом разных режимов наложения. Чтобы не выходить за края фигуры, используются маски. Метод классический, но рабочий. Подробнее о нем тут.
Хорошая практика — составлять списки характерных признаков каждого материала. На курсе студенты формируют их на базе материалов лекции, вы можете составить их самостоятельно.
Если не совсем понятно, что искать, можно посмотреть на характеристики материалов, которые используются в 3D-программах. Почитать о разных характеристиках можно, например, тут и тут, или подождать большой статьи по отрисовке материалов, которую мы сейчас разрабатываем.
Бывает, что студенты пренебрегают использованием референсов. «Ну я уж точно знаю, как выглядит дерево», — могут подумать они. Однако при рисовании по памяти можно упустить важные нюансы, о которых мы не задумываемся, когда смотрим на объект. В результате ухудшается узнаваемость материала.
Не пренебрегаем референсами. Это не чит и не мошенничество, а нормальная практика. Копирование и опора на реальные примеры — основа любого художественного обучения.
Есть и другая сторона — использование слишком большого количества референсов для одной учебной работы. В таком случае легко запутаться в цвете и текстурах, а студент тратит очень много времени на создание одного рисунка, что неэффективно.
Каждый референс который вы отобрали, должен решать определенную задачу. Например: освещение, цвет, фактура-текстура, ракурс. Если вы не понимаете, как использовать остальные референсы, посмотрите их, вдохновитесь и сложите в папочку. Если они понадобятся, вы вернетесь к ним позже.
Не нужно пытаться создать шедевр из учебной работы. На курсе мы нарабатываем визуальную библиотеку, поэтому лучше сделать за час 6 «стадиков» по материалу, чем один. Это же касается и тех моментов, когда студенты излишне увлекаются детализацией. Нужно вовремя остановить себя и оставить зоны отдыха.
Некоторые студенты рисуют предметы отдельно от фона. В итоге, несмотря на светло-серый фон, они получаются слишком темными или светлыми. Это происходит потому, что студенты не учитывают среду.
Рендер — это как раз про то, как объект и среда взаимодействуют между собой. Когда мы рисуем стадики, нужно обращать внимание на тон задника — он показывает интенсивность заполняющего света.
Далее студенты переходят к изучению глянцевых материалов. Так проще: совсем базовые понятия уже изучены, можно вдаваться в нюансы, увеличивая сложность по нарастающей.
Ровные гладкие поверхности отражают свет гораздо лучше, чем пористые и шероховатые (матовые). Световое излучение в таком случае сфокусировано. Поэтому наши глаза видят на самом освещенном участке яркое пятно — блик.
Поскольку большая часть фотонов отражается в одном направлении, затененные участки получают меньше света. От этого тени становятся глубже. Тени и блики повторяют форму предмета, поэтому к их прорисовке нужно подойти особенно ответственно.
Яркость блика и глубина теней зависят от отражательной способности материала. По сути, глянцевый блеск — это промежуточное состояние между диффузным рассеиванием света и зеркальным отражением, когда свет максимально сфокусирован. Поэтому его интенсивность может сильно изменяться.
Рисовать несколько материалов сложнее и дольше, чем один. Особенно если художнику нужно сразу все: и световой тон сохранить, и материалы передать, и работу быстро закончить.
Один из способов решить эту проблему — начать работать с ч/б, а потом покрасить картинку с помощью инструмента Adobe Photoshop: «Карты градиентов» (Gradient Maps). Этот метод широко применяется в индустрии, учат ему и на курсе. В русскоязычном сообществе о нем много рассказывал Артур Гимальдинов.
Основные принципы работы с картами градиентов описываются в этом видео:
Бывает, что студенты рисуют блики и тени случайным образом. При этом теряется ощущение объемности и формы предмета, он выглядит неестественно.
Тени и отражения нужно рисовать с учетом формы предмета. Как проконтролировать этот момент? На отдельном слое можно нарисовать сетку по форме предмета или оставить линии построения, а затем сверяться с ними.
Окружающая среда влияет на все объекты. При этом чем выше отражательная способность материала, тем больше ее влияние. Хром, к примеру, и вовсе является отражением среды, искаженным под форму предмета. Однако, студенты иногда повторяют ошибку первой недели и вновь не учитывают окружение. Найдя, например, фото с кувшином на светлом фоне, они рисуют предмет из того же материала, но уже на темном фоне. При простом копировании референса в таком случае тени будут слишком светлыми, что является ошибкой. Объект не впишется в окружение.
Лучший способ понять, как работает отражение — это найти предмет из подходящего глянцевого материала и хорошенько его повертеть. Если такого нет под рукой, то можно поискать видео. Мы учим анализировать референсы, а не бездумно их срисовывать.
Теперь переходим к материалам с разной степенью прозрачности: стеклу, драгоценным камням и т.п. Изучаем, как они будут выглядеть в разных сеттингах: полированное стекло в сай-фай и фэнтези мирах будет выглядеть по-разному.
Прозрачные материалы способны пропускать сквозь себя световое излучение. Оно преломляется в зависимости от формы предмета, но при этом не теряет фокусировку, т.е. не рассеивается. В этом прозрачные материалы очень похожи на зеркальные, но с той лишь разницей, что мы видим не только то, что находится перед объектом, но и то, что позади него.
Если мы рисуем стеклянную сферу, то стоит делать все на разных слоях. На одном — нарисовать преломленные предметы позади сферы, а на другом — то, что отражается в ней.Так мы сегментируем задачи и не путаем две разных части окружающей среды.
В идеале свет внутри материала движется по прямой линии, но из-за его структуры фотоны могут сильно менять свою траекторию и рассеиваться в разные стороны. Если посмотреть сквозь такой материал, то мы увидим мутную картинку. Особенно этот эффект проявляется у полупрозрачных материалов.
На третьей неделе курса студенты рисуют склянки — пустые и заполненные жидкостью. Это помогает понять, как работает подповерхностное рассеивание в полупрозрачном материале, и как ведет себя стекло, которое в данном случае является разделителем сред.
В попытках показать, что на рисунке изображена вода, стекло или драгоценный камень, можно увлечься с расстановкой бликов. Тогда они появятся там, где их не должно быть.
Важно помнить, что блик — это отражение источника света, и располагается он на выпуклой части освещенной поверхности. Блика не будет там, куда не падает свет.
Богатство оттенков делает работу живописной и интересной. Однако, боязнь взять не тот цвет приводит к ограничению количества используемых цветов. В итоге жидкость в склянках становится слишком выбеленной, скучной и плоской.
Чтобы оживить картинку, можно добавить к основному цвету каустической тени оттенки соседнего по спектру. Так наша палитра станет богаче.
При работе над предметом нужно задуматься о том, на что вы хотите обратить внимание зрителя. Цвета не должны спорить между собой. Для этого нужно контролировать не только их тон, яркость и насыщенность, но и площадь, которую они занимают на предмете. По этому параметру цветовые пятна можно разделить на базу, нюанс и акцент.
БНА — это те самые база, нюанс и акцент, о которых говорила Дарья выше. Базовый цвет занимает наибольшую площадь на предмете. В примере этого блока обучения базой выступает жидкость в склянках. Остальные группы цветов подбираются по отношению к базе. Нюанс — это то, что является дополнением к основному цвету, а акцент — контрастом, который и притягивает взгляд зрителя.
В завершающем блоке обсуждаем свойства некоторых материалов, которые могут вызвать затруднения при рендере. Чтобы убедительно их нарисовать, референс просто необходим.
1. Перлисцентность — свойство материала изменять свой цвет в зависимости от угла, под которым мы смотрим на предмет. Такой предмет будет переливаться всеми цветами радуги. Это происходит благодаря интерференции светового излучения. Суть процесса заключается в том, что луч света разделяется, его волны многократно отражаются и накладываются друг на друга, изменяя свою интенсивность.
2. Анизотропия — это способность материала иметь разные свойства в разных направлениях благодаря его микроструктуре. Неровности в виде последовательно расположенных бороздок, волокон или царапин приводят к тому, что отражения растягиваются по поверхности анизотропного материала перпендикулярно направлению рельефа.
3. Свечение. В то время, как большинство материалов поглощают и отражают свет, некоторые его наоборот испускают. В таких случаях важно помнить, что сердцевина светящегося предмета будет самой яркой. Исходящее от нее излучение будет рассеиваться по мере удаления от источника.
Умение хорошо рисовать материалы — это еще не все. Мало кого впечатлит хорошо нарисованный кусок железной руды, но «зацепит» интересный меч, который усыпан самоцветами. В концепт-арте через материалы показывают не просто красивую картинку, но и рассказывают о назначении, функции элементов составного объекта. Например, металлическая окантовка защищает деревянный сундук от сколов, а драгоценная инкрустация говорит, что он принадлежит человеку с деньгами. Поэтому вопросу того, как комбинировать материалы в рамках одного предмета, на курсе уделяется особое внимание.
Когда мы создаем что-то новое, нужно помочь зрителю ориентироваться в придуманном нами мире. Грубо говоря, если в дизайне есть две детали, предназначенные для одной и той же функции, то они должны быть из одного материала. Если функции разные, то и материалы тоже будут разные. На этой базовой логике должен строиться весь концепт.
В задании четвертой недели студентам нужно рендерить перчатку. На этом этапе некоторые вновь стараются разработать дизайн без оглядки на референсы. При таком подходе он часто выходит несбалансированным.
Желание придумать что-то свое — похвально и правильно, однако на этапе обучения лучше научиться проверенному пайплайну и лишь затем приступать к экспериментам. Преподаватели курса советуют выбрать один ключевой референс для дизайна и цвета, а также не смешивать сеттинги и стили, чтобы можно было оценить, насколько хорошо студент умеет считывать информацию с референса и воспроизводить дизайн-код. Если без понимания намешать всего, получится каша.
Вы можете учиться этому самостоятельно, плотно изучая каждый материал, или прийти к нам на курс. Если вы хотите к нам — будем рады вас видеть.
Для того, чтобы справиться с курсом, достаточно уделять домашним заданиям 1-2 часа ежедневно. Если потратить на практику хотя бы 8 часов в неделю, то уже можно получить ощутимый результат.
Если хотите учиться сами, то советуем для начала нарисовать сферу нужного материала, после — хотя бы три предмета, сделанных целиком из этого же материала. Далее по этой же схеме переключиться на следующий материал, и только после этого пробовать их комбинировать.
Например, базовые материалы:
В любом случае полезной практикой будет принять участие в челленджах по отрисовке текстур. Их существует несколько: например, довольно известный от Джонатана Хардести. Его задача — нарисовать 500 шариков разных материалов.
Успехов и вдохновения всем!
Текст написал Богдан Дудниченко, автор в Smirnov School. Мы готовим концепт-художников, левел-артистов и 3D-моделеров для игр и анимации. Если придёте к нам на курс, не забудьте спросить о скидке для читателей с DTF.
У вас видимо какое-то предвзятое отношение к слову. Оно очень много разных вещей означает. В том числе визуализировать.
Rendering in 2d means working with values to bring out the illusion of form on a 2d surface. Thanks for the replies. That description from the Scott Robinson book seems pretty explanatory. So in the example the artists uses the render definition at the point they start adding shading and value.
Возможно. В сфере 2д рисования ему уже сто лет в обед.
Рендер означает отрисовка. То что получаешь после всех действий. Последний результат трудов художника.
Курс не очень понравился, если честно. Вернее даже не то что не понравился, а не понравилась подача. Перегруз теорией (на мой вкус всё это можно было бы как-то сократить и подать более сжато), как обычно видосы, которые нельзя ускорить (из-за плеера со вшитой защитой от копирования), ну и в качестве примеров взяты простейшие материалы, которые, на мой взгляд, можно было оставить на разбор студентам самостоятельно, а в каждом уроке разобрать что-то более сложное, что можно было бы уже спроецировать на другие материалы самостоятельно.
Но, в целом, это мои субъективные ощущения. Как я вижу по отзывам, многим курс наоборот зашел.
С нетерпением жду своей очереди на 3D-персонажа 😉
PS: На первом месте у меня из курсов Смирнова — 3D для 2D. Ни на одной лекции и мысли не возникало зевать, всё четко и по делу. Хронометраж не растянут, Лепешкина молодец.
PPS. Статья крутая) С этим уже можно самостоятельно работать.
«Основная ошибка в живописи, когда теория опережает практику»
Это сказал Стетхем
Вот, кстати, такой момент важный. Для меня хороший подход, когда лектор что-то делает руками и объясняет на конкретном примере почему он это сделал, почему добавил тут бличок, зачем тут добавил эффект от френеля, откуда взялась каустика и т.п., а не так, когда сначала тебе три часа рассказывают теорию с формулами, схемами и графиками, а потом фигачат практику, отсылая к той теории, которую ты досмотрел-то с трудом.
Спасибо за фидбек!:З
В Рисовании материалов рассказывается об основных категориях материалов, знания о которых можно применять к остальным) Т.к. этот курс входит в линейку «Junior», мы постарались сделать его максимально понятным и не слишком сложным для начинающих художников, при этом оставляя место для самостоятельного анализа более сложных материалов)
Рады делиться интересной и полезной информацией ♡ Удачи на курсе 3д-персонаж с:
Спасибо! Жаль, что курс перенесли с марта на май 🙁
Вы всё равно крутые, есть опыт взаимодействия с другими школами. Выбираю вас 😉
Ох, спасибо за такие тёплые слова :з
Стараемся быть еще лучше!
Что такое 3D рендеринг
Рендеринг — это наше окно в виртуальный мир 3D. Узнайте о 3D рендеринге больше, откройте для себя различные техники и методы рендеринга 3d объектов.
Виртуальная фотография
«Привет мир 3D рендеринга»
Рендеринг впервые появился в 1960 году, когда Уильям Феттер создал изображение пилота, чтобы имитировать пространство, необходимое в кабине. Затем, в 1963 году, Иван Сазерленд создал Sketchpad, первую программу 3D-моделирования, в то время он работал в MIT. За свою новаторскую работу он известен как «Отец компьютерной графики».
В 1975 году исследователь Мартин Ньюэлл создал «Чайник Юты», трехмерную тестовую модель, которая стала стандартным тестовым рендером. Этот чайник, также называемый Newell Teapot, стал настолько культовым, что считается эквивалентом «Hello World» в мире 3d.
Как устроен 3d рендеринг
По сути, 3D рендеринг похож на фотографию. Например, программа рендеринга эффективно направляет камеру на объект для создания фотографии. Таким образом, цифровое освещение очень важно для создания детального и реалистичного рендера.
Со временем был разработан ряд различных методов рендеринга. Тем не менее, цель каждого рендера состоит в том, чтобы сделать изображение, основанное на том, как свет попадает на объекты, как в реальной жизни.
Техника рендеринга № 1: Растеризация
Видео игры представляют собой общий случай использования для растеризации.
Один из самых ранних методов рендеринга, растеризация, работает рассматривая модель как сетку многоугольников. Эти полигоны имеют вершины, в которые встроена такая информация, как положение, текстура и цвет. Эти вершины затем проецируются на плоскость, перпендикулярную к перспективе (то есть камеру).
С вершинами, действующими как границы, оставшиеся пиксели заполнены правильными цветами. Представьте себе, что сначала нужно нарисовать контур для каждого цвета, который вы рисуете — это и есть рендеринг с помощью растеризации.
Техника рендеринга №2: Лучевое литье
Классическая демонстрация лучевого литья.
Несмотря на свою полезность, растеризация сталкивается с проблемами при наличии перекрывающихся объектов: если поверхности перекрываются, последняя нарисованная часть будет отражена при рендеринге, что приведет к отображению неправильного объекта. Чтобы решить эту проблему, была разработана концепция Z-буфера для растеризации. Она включает в себя датчик глубины, чтобы указать, какая поверхность находится под или над, в конкретной точке зрения.
Это стало ненужным, однако, когда было разработана отливка лучей. В отличие от растеризации, потенциальная проблема перекрывающихся поверхностей не возникает при лучевом литье.
Приведение лучей, как следует из названия, направляет лучи на модель с точки зрения камеры. Лучи выводятся в каждый пиксель на плоскости изображения. Поверхность, на которую она попадает первой, будет показана при рендеринге и любое другое пересечение после первой поверхности не будет отрисовано.
Техника рендеринга № 3: Трассировка лучей
Несмотря на преимущества, которые дает отливка лучей, в методике по-прежнему отсутствовала способность правильно моделировать тени, отражения и преломления. Таким образом, в помощь был разработка метод трассировки лучей.
Трассировка лучей работает аналогично лучевому литью, за исключением того, что она лучше отображает свет. По сути, первичные лучи с точки зрения камеры направляются на модели для получения вторичных лучей. После попадания на модель будут испускаться теневые лучи, отраженные лучи или преломляющие лучи, в зависимости от свойств поверхности.
Тень генерируется на другой поверхности, если путь луча тени к источнику света затруднен этой поверхностью. Если поверхность является отражающей, результирующий отраженный луч будет излучаться под углом и освещать любую другую поверхность, на которую он попадает и будет дополнительно излучать другой набор лучей. По этой причине этот метод также известен как рекурсивная трассировка лучей. Для прозрачной поверхности преломляющий луч испускается, когда на поверхность попадает вторичный луч.
Техника рендеринга № 4: Уравнение рендеринга
Дальнейшее развитие рендеринга в конечном итоге привело к уравнению рендеринга, которое пытается смоделировать, как свет должен излучатся с максимальной реалистичностью. С помощью этой техники считают, что свет испускается всем телами, а не только одним источником света. Это уравнение пытается рассмотреть все источники света в рендере, по сравнению с трассировкой лучей, которая использует только прямое освещение. Алгоритм, созданный с использованием этого уравнения, известен как глобальное или косвенное освещение.
Аппаратные средства для 3D рендеринга
Качество рендеринга улучшается, но процесс все еще медленный — поэтому крупные компании вкладывают значительные средства в рендер фермы. В то же время отдельные дизайнеры и художники должны использовать современное оборудование.
Программное обеспечение рендеринга использует GPU (графический ), CPU (центральный ) или оба вида процессоров для создания рендеров. Кроме того, приложения для рендеринга являются ресурсоёмкими программами. Для более быстрого рендеринга часто требуются дополнительные обновления. Скорость процессора, интеграция и совместимость видеокарт, совместимость с драйверами и оперативной памятью — вот некоторые из аспектов, обеспечивающих быстрый высококачественный рендеринг.
К слову о программном обеспечении для рендеринга, посмотрите этот огромный список инструментов и приложений для 3d рендеринга доступных сегодня.
Программное обеспечение для 3d рендеринга
Как бы грустно это не звучало, идеального рендера не бывает. Это потому, что постоянно находятся в равновесии несколько переменных, в том числе фотореализм, качество, скорость, размер данных и разрешение.
Несмотря на сложность, можно работать с этими основными факторами для достижения фотореалистичных визуализаций. Во-первых, модель должна быть скорректирована в правильной пропорции. Модель, масштабированная в реальной жизни, очень помогает. Размеры объектов не обязательно должны быть точными, так как детали могут подвергаться корректировке, если они отображаются на визуализации.
Материалы объектов должны быть как подходящими, так и высокодетализированными для достижения максимально реалистичных результатов. Случайные элементы в текстурах, также помогают рендерам выглядеть более реалистично.
Интенсивность освещения, температура и расположение — это, конечно, огромный фактор. Правильное количество и расположение света облегчит детали, чтобы быть достаточно видимым. Также обратите внимание, что цветовая температура, если она не установлена правильно, может испортить ваш рендер.
Наконец, постобработка — это последние штрихи к вашему рендеру. Простые ретуши вашего необработанного рендера могут превратить ваши рендеры в захватывающее фотореалистичное изображение.
Типы программного обеспечения для 3D-рендеринга
При поиске программного обеспечения для 3D-рендеринга вы встретите два повторяющихся термина, которые редко объясняются: biased ( «настраиваемый ») и unbiased ( «ненастраиваемый ») рендер. Вот что имеется в виду:
biased рендер (читается баяст) — это рендерер, где нужно НАСТРАИВАТЬ много параметров и он ПРЕДВЗЯТЫЙ, т.е. основанный не на «правде », а на каких-то своих личных допущениях.
biased программное обеспечение для 3D-рендеринга, в свою очередь, разработано для повышения эффективности. При расчете путей световых лучей они стратегически обманывают, чтобы сократить время рендеринга. В частности, это означает, что они интерполируют между кадрами или применяют размытие. Требуется определенный опыт, чтобы точно настроить предвзятого рендера для получения убедительного результата. Но в крупномасштабных проектах по анимации или спецэффектам, стоит потратить лишнюю расстоие с точки зрения экономии денег и времени.
По другую сторону unbiased рендер (читается анбаяст)- то есть рендерер, который НЕНАСТРАИВАЕМЫЙ (не нужно настраивать — нажал одну кнопку и сиди жди, пока картинка станет красивой) и он НЕПРЕДВЗЯТЫЙ. Непредвзятость выражается в том, что анбаяст рендерер старается максимально правдиво описать поведение света. Т.е. он использует формулы просчёта, которые на сегодняшний день максимально (на сколько могут) точно описывают физические законы, происходящие в природе (как свет падает, как отражается, как преломляется, как поглощается и т.д.).
unbiased рендер пытается рассчитать физически точные изображения. Это означает, что он отслеживают путь светового луча математически правильно, без каких-либо сокращений. Этот метод может привести к увеличению времени рендеринга. Поэтому анбаяст рендеринг редко используется для анимационных фильмов. Вместо этого его можно найти в графическом дизайне и архитектурной визуализации, поскольку время рендеринга не сильно влияет на график проекта.
Популярные применения 3d рендеринга
3D-рендеринг широко используется в области архитектуры
3D рендеринг изменил рабочие процессы во многих отраслях. В архитектуре и технике традиционные планы, карты и модели теперь дополняются реалистичными презентациями. Прототипирование с использованием рендеринга является менее затратным, а также сильно экономит время, т.к. можно сразу увидеть конечный результат, учесть все нюансы и внести соответствующие коррективы.
В современной киноиндустрии новые фильмы теперь сильно зависят от 3d рендеринга, а точнее уже не создаются без применения этого замечательного инструмента. Студии 3D-анимации работают над созданием анимационных фильмов высокой четкости. Для создания идеального снимка, физическим эффектам кино и реквизиту помогают видеоэффекты высокой четкости и компьютерные изображения. Нет предела, для создания сцена, все ограничено только фантазией человеческого мозга.
В маркетинге рендеры используются для изображения фотореалистичных изображений продуктов. Будучи экономически эффективными, маркетинговые отрасли используют рендеринг, чтобы сделать рекламные акции максимально реалистичными и увлекательными для потребителя.
Улучшение игр с помощью фотореалистичного рендеринга и высокой четкости имеет большое значение для отрасли. Каждый год разработчики игр продолжают стремиться к тому, чтобы сделать детали более реалистичными и захватывающими для геймеров.
Развитие 3D-рендеринга никогда не остановится, все будет ограничено только фантазией конкретного разработчика или группы разработчиков.