Этот вопрос часто ставит профессиональных визуализаторов в ступор, оставляя заинтересованного новичка без ответа. Максимум, что может выдавить практик: «рендер — это результат процесса рендеринга». Однако если вы ведёте диалог с визуализатором-преподавателем, то вас ждёт полноценная лекция, вот как сейчас.
Рендер — в случае с визуализацией, конечный продукт это самой визуализации. Это изображение, демонстрирующее вашему заказчику фрагмент интерьера, один из ракурсов экстерьера, вариант визуального исполнения какой-либо продукции и многое другое. В большинстве случаев это один кадр с конкретной камеры в 3D сцене.
3D сцена — рабочий файл визуализатора, который включает в себя расположение всех элементов будущей визуализации: модели, текстуры, освещение и пр. Представлен в схематическом виде, имеет потенциал для редактирования и вариативности, и в нём располагаются те самые камеры, которые необходимы для получения изображения с конкретного ракурса.
Рендеринг — процесс преобразования схемы 3D сцены в тот самый рендер. Выполняется на основе конкретного положения конкретной камеры и представляет из себя всего один ракурс с заранее заданными параметрами разрешения. Так же во время процесса рендеринга визуализатору доступны дополнительные инструменты постобработки. Это целый перечень графических эффектов, применяемых к рендеру в реальном времени.
Данное видео даёт возможность детальнее рассмотреть все вышеупомянутые явления. В качестве бонуса мы показываем вам базовые алгоритмы процесса постобработки, цель которой — визуально улучшить изображение, получаемое в процессе рендеринга. Иногда даже бывает, что постобработка переходит в рабочее пространства photoshop, где есть более богатый инструментарий, но это уже совсем другая история.
А почему так долго?
Почему рендеринг занимает так много времени? Постобработка же прямо в процессе делается и применяется, да и в самой сцене все манипуляции обладают минимальной задержкой... А вот чтобы сделать рендер, нужно ждать несколько десятков минут или даже час! Почему?!
Именно эти вопросы возникают сразу, как только получается объяснить ученику, что же такое рендер и рендеринг. Для начала нужно объяснить, что картинка, получаемая в конце, является растровым изображением. Данный тип изображения состоит из точек, коих в нём столько, сколько указано в разрешении. Например, 2500 х 1563, это будет 3 907 500 точек, у каждой из которой есть своя координата и цвет, которые вашему процессору нужно рассчитать во время рендеринга. Для современных процессоров это простая задача, но выбор цвета каждой точки происходит по сложному алгоритму, который моделирует реальные законы физики для расчёта освещения, теней, отражений, а в последствии и цвета конкретной точки в составе изображения. Страшно? Давайте посмотрим на примере.
Всё, что мы с вами видим вокруг себя, — световое излучение, отражающееся от разных объектов и попадающее в наши зрачки, которые в свою очередь подают в мозг сигнал, который обрабатывается в видимое нами изображение.
Да, человек тоже в какой-то степени рендерит всю окружающую среду, и для того, чтобы визуализация была понятна, разработчики рендеров попытались воссоздать этот процесс в цифровом виде. Для этого каждый лучик света — он же фотон — имеет своё направление движения, на котором он встречает какой-либо объект. Попав в этот объект, он изменяет свои цветовые параметры (да, свет тоже не всегда белый), добавляя к ним цвет объекта, а после отражается по школьной формуле: «угол падения равен углу отражения». Таким образом, в вышеупомянутом примере стена окрашивается в зелёный цвет, который является результатом воздействия отраженных от зелёной полусферы фотонов.
Вот только фотон отражается ни один раз, а несколько, да и сами фотоны исчисляются в схожих с реальностью масштабах, где числа изображают десятками в соответствующих длине чисел степенях. А это мы ещё не затронули преломление света при прохождении им полупрозрачных объектов, не затронули полноценные отражения, которые могут быть размытыми или искаженными, не затронули рельефные покрытия и материалы — каждый из этих аспектов попадает в алгоритм расчёта.
Думать о каждом из происходящих процессов нет никакой необходимости, достаточно понимать общий алгоритм расчёта, чтобы ненароком не поставить своему компьютеру невыполнимую задачу. И да, от мощностей напрямую зависит как скорость, так и сама возможность рендера. Если вкратце, то каждый элемент сцены имеет свой «вес», измеряемый в единицах памяти, который в процессе подготовки хранится на жестких или SSD дисках.
Когда вы начинаете рендеринг, то с дисков он поступает на оперативную память, и если информации много или вы используете оперативку старых образцов, то происходит это тоже не быстро. Более того, очень часто возникают ситуации, когда оперативной памяти не хватает для передачи всей необходимой информации в работу, поэтому она является ценнейшим ресурсом для визуализатора. Далее оперативная память передаёт данные на обработку процессору, который в зависимости от своих мощностей, делает это быстро или медленно. Для той же визуализации на рендере Corona важна даже не мощность процессора, а количество потоков — параллельно идущих процессов расчёта. Тут как на заводе: множество узкоспециализированных специалистов лучше справляются с выполнением сложной задачи, нежели если её будет выполнять один многопрофильный специалист.
Ну и в конечном счёте, если всё прошло хорошо, вы получаете долгожданный рендер. Чтобы все процессы проходили гладко, предстоит ещё многому научиться — то же ремесло оптимизации позволяет экономить ресурсы компьютера. Знание всех самых прогрессивных инструментов позволяет иметь максимальный контроль над процессом визуализации, ну и банальный опыт формирует из вчерашнего новичка настоящего профессионала:
Оптимизации можно научиться, изучая технические тонкости на наших курсах, все самые актуальные инструменты и приёмы мы собрали для вас в удобную библиотеку знаний, а недостаток опыта компенсируют наши кураторы. Визуализация не так сложна, если осваивать её не в гордом одиночестве, а в команде! Если у тебя уже сейчас есть что спросить — для тебя всегда открыты комментарии, вместе мы быстрее найдём ответы на любые вопросы.