תהליך העיבוד ממלא תפקיד מכריע במחזור הפיתוח של גרפיקה ממוחשבת . אנחנו לא הולכים יותר מדי עומק כאן, אבל לא דיון על צינור CG יהיה שלם מבלי להזכיר לפחות את הכלים והשיטות עבור עיבוד 3D תמונות.
כמו פיתוח סרט
טיוח הוא היבט המורכב ביותר מבחינה טכנית של ייצור 3D, אבל זה באמת יכול להיות מובן די בקלות בהקשר של אנלוגיה: בדומה צלם סרט חייב לפתח ולהדפיס את התמונות שלו לפני שהם יכולים להיות מוצגים, גרפיקה המחשב אנשי מקצוע הם נטל דומה כּוֹרַח.
כאשר אמן עובד על סצינה תלת-ממדית , המודלים שהוא מטפל בהם הם למעשה ייצוג מתמטי של נקודות ומשטחים (באופן ספציפי יותר, קודדים ומצולעים) בחלל תלת-מימדי.
המונח טיוח מתייחס החישובים שבוצעו על ידי חבילת תוכנה 3D לדקלם מנוע לתרגם את הסצנה מתוך קירוב מתמטי לתמונה 2D הסופי. במהלך התהליך, המידע המרחבי, הטקסטואלי והתאורה של הסצנה משולבים כדי לקבוע את ערך הצבע של כל פיקסל בתמונה השטוחה.
שני סוגי עיבוד
ישנם שני סוגים עיקריים של עיבוד, ההבדל העיקרי שלהם הוא המהירות שבה התמונות מחושבות הסופית.
- עיבוד בזמן אמת : טיוח בזמן אמת משמש באופן בולט ביותר בגרפיקה וגרפיקה אינטראקטיבית, שבו יש לחשב את התמונות ממידע תלת-ממדי בקצב מהיר מאוד.
- אינטראקטיביות: כי זה בלתי אפשרי לחזות בדיוק איך שחקן יהיה אינטראקציה עם סביבת המשחק, תמונות חייב להיות שניתנו "בזמן אמת" כמו הפעולה נפרשת.
- מהירות נושאים: על מנת תנועה כדי להופיע נוזל, מינימום של 18-20 מסגרות לשנייה חייב להיות שניתנו למסך. כל דבר פחות מזה פעולה ייראה קטוע.
- השיטות: עיבוד בזמן אמת משופר בצורה דרסטית על ידי חומרה גרפית ייעודית (GPU), וכן על ידי איסוף מידע רב ככל האפשר. הרבה מידע של סביבת המשחק תאורה מחושב מראש ו "אפוי" ישירות לתוך קבצי טקסטורה של הסביבה כדי לשפר את מהירות לדקלם.
- מצב לא מקוון או עיבוד מקדים: עיבוד לא מקוון משמש במצבים שבהם המהירות היא פחות בעיה, כאשר החישובים מבוצעים בדרך כלל באמצעות מעבדים מרובי ליבות ולא בחומרה גרפית ייעודית.
- יכולת חיזוי: עיבוד לא מקוון נראה בתדירות הגבוהה ביותר בהנפשה ואפקטים שבהם המורכבות החזותית והפוטוריאליזם מוחזקים ברמה גבוהה בהרבה. מאז אין unrepictability לגבי מה יופיע בכל מסגרת, אולפני גדול כבר ידוע להקדיש עד 90 שעות לדקלם את המסגרות הפרט.
- Photorealism: בגלל עיבוד לא מקוון מתרחשת בתוך מסגרת זמן פתוח, רמות גבוהות יותר של photorealism ניתן להשיג מאשר עם טיוח בזמן אמת. התווים, הסביבות והמרקמים והאורות המשויכים להם מותרים בדרך כלל בספירות פוליגונים גבוהות יותר, ובקובצי טקסט ברזולוציה של 4k (או יותר).
Rendering טכניקות
ישנן שלוש טכניקות חישוביות גדולות המשמשות ביותר טיוח. לכל אחד יש קבוצה משלו של יתרונות וחסרונות, מה שהופך את כל שלוש האפשרויות קיימא במצבים מסוימים.
- Scanline (או rasterization): סריקה טיוח משמש כאשר מהירות היא הכרח, מה שהופך אותו טכניקה של בחירה בזמן אמת טיוח וגרפיקה אינטראקטיבית. במקום עיבוד תמונה פיקסל על ידי פיקסל, scanline renderers לחשב על מצולע על בסיס פוליגון. טכניקות Scanline בשילוב עם precomputed (אפוי) תאורה יכול להשיג במהירויות של 60 מסגרות לשנייה או יותר על כרטיס גרפיקה high-end.
- Raytracing: ב raytracing, עבור כל פיקסל בסצינה, אחד (או יותר) ריי (ים) של האור הם עקבות מן המצלמה אל האובייקט 3D הקרובה ביותר. קרן האור הוא עבר אז דרך מספר קבוע של "קופץ", אשר יכול לכלול השתקפות או שבירה בהתאם לחומרים בסצינה 3D. צבעו של כל פיקסל מחושב לפי אלגוריתם המבוסס על האינטראקציה של קרן האור עם אובייקטים בנתיב המסומן. Raytracing מסוגל photorealism גדול יותר מאשר scanline אבל הוא אקספוננציאלי לאט.
- Radiosity: בניגוד raytracing, radiosity מחושב עצמאית של המצלמה, והוא מונחה על פני השטח ולא פיקסל על ידי פיקסל. הפונקציה העיקרית של רדיוס היא יותר מדויק לדמות צבע פני השטח על ידי חשבונאות תאורה עקיפה (ניתוק אור מתפזר). רדיוס מאופיין בדרך כלל על ידי צללים רכים מבודדים ודימום צבע, שבו אור מאובייקטים צבעוניים בצבע "מדמם" על גבי משטחים סמוכים.
- בפועל, רדיוס ו raytracing משמשים לעתים קרובות יחד אחד עם השני, תוך ניצול היתרונות של כל מערכת להשיג רמות מרשימות של photorealism.
טיוח תוכנה
למרות טיוח מסתמך על חישובים מתוחכמים להפליא, התוכנה של היום מספק קל להבין פרמטרים זה עושה את זה כל כך אמן לא צריך להתמודד עם המתמטיקה הבסיסית. מנוע לדקלם כלול עם כל חבילת תוכנות 3D הגדולות, ורובם כוללים חומר ותאורה חבילות המאפשרים להשיג רמות מדהימות של photorealism.
שני מנועי המרה הנפוצים ביותר:
- הנפש ריי - ארוז עם autodesk מאיה. ריי הנפש הוא תכליתי להפליא, מהר יחסית, וכנראה את המפיק המוסמכת ביותר עבור דמויות אופי זה צריך תת פיזור. קרן הנפש משתמשת בשילוב של raytracing ו "תאורה גלובלית" (רדיוס).
- V- ריי - אתה בדרך כלל לראות V- ריי המשמש יחד עם 3DS מקס יחד זוג הוא ללא תחרות לחלוטין הדמיה אדריכלי טיוח הסביבה. היתרונות העיקריים של VRay על המתחרה שלה הם כלי התאורה שלה וספרייה חומרים נרחבים עבור קשת דהינו.
טיוח הוא נושא טכני, אבל יכול להיות די מעניין כאשר אתה באמת מתחיל לקחת מבט מעמיק על חלק מן הטכניקות הנפוצות.