Rendering Por Adinan Aguiar

Sumário O que é Rendering ? Qual a utilidade ? Alguns Componentes do Rendering Técnicas mais utilizadas Métodos de utilização

O que é Rendering ? Rendering é o processo de criação de uma imagem a partir de um modelo através de meios computacionais (programas).

O que é rendering ? O modelo é uma descrição de objetos tridimensionais em uma linguagem ou uma estrutura de dados. Ele contém geometria, viewpoint (janela de exibição), textura, lighting (iluminação), shading, o que compõe um imagem. Mas o que é uma Imagem ?

O que é rendering ? Uma imagem pode ser um modelo como uma foto, um desenho, um vídeo ou pode ser apenas coordenadas de um modelo 2D WireFrame Wire Frame

Qual a utilidade ? Quando uma pré-imagem (wireframe normalmente) é completa, o rendering é utilizado, este por sua vez contém, texturas, luz, bump mapping, e outros componentes que são aplicados aos objetos. O resultado é uma imagem completa. Imagem 1 Imagem 2 Imagem 3 Onde se encontra Renderização ?

Qual a utilidade ? Ele é usado em quase toda a parte 3D da computação gráfica. Tem uso em vídeo games, simuladores, filmes, efeitos especiais etc. Na realidade render é uma combinação de efeitos de luz, percepção visual, matemática e desenvolvimento de software.

Qual a utilidade ? Na área de gráficos 3D o rendering pode ser feito lentamente, como um pré-rendering ou em tempo real. Pré-rendering é um processo computacional intenso que normalmente é utilizado em edição e criação de filmes, enquanto em tempo real é mais frequentemente usado para videogames que se utilizam de placas de vídeo aceleradoras 3D.

Componentes do Rendering Shading – Forma como a cor e o brilho na superfície variam com a luz; Texture Mapping – Processo de aplicação da textura em algum objeto 3D, como paredes, céu e etc.; Bump Mapping - Técnica de dimensionamento usando múltiplas texturas e efeitos luminosos para simular relevo em superfícies. Utiliza múltiplas texturas e efeitos luminosos para simular relevo em superfícies. É útil pois com ele percebe-se a aspereza de uma textura, sem aumentar a complexidade geométrica. Os tipos de Bump Mapping são Emboss Bump Mapping, Dot3 Bump Mapping, Environment Mapped Bump Mapping (EMBM). Fogging - Uma função gráfica que simula distância; Shadows – O efeito de sombreamento com a obstrução da luz; Reflection – É o reflexo da imagem assim como um espelho; Transparency – Define o nível de transparência do objeto; Refraction – Efeitos da luz associada com transparência; Global Illumination – Responsável pela iluminação direta nas superfícies; Local Illumination – Iluminação não refletida por toda a superfície; Indirect Illumination – São superfícies iluminadas através da reflexão da luz por outras superfícies; Caustic – Seria como a luz é refletida através de um objeto; Depth of Field – Um objeto que aparece “embaçado” ou fora de foco quando esta muito longe ou atrás do objeto em foco; Motion Blur – Objetos que aparecem fora de foco devido a sua rápida locomoção ou locomoção da câmera; Photorealistic Morphing – Photoshopping 3D render aparentando como um objeto real; Non-photorealistic rendering – Rendering de cenas em um estilo artístico, aparentando como uma pintura ou desenho;

Componentes do Rendering Shading Na computação gráfica shading se refere ao processo de alterar a cor baseada no ângulo de incidência da luz e a distância da mesma ao objeto tentando criar um efeito foto realístico.

Componentes do Rendering Texture Mapping Este componente tem como objetivo adicionar textura na superfície de um objeto ou simplesmente cor a um modelo gerado por computador ou um modelo 3D.

Componentes do Rendering Bump Mapping Esta é uma técnica de dimensionamento usando múltiplas texturas e efeitos luminosos para simular relevo em superfícies. Ela adiciona “perturbações” a cada pixel para simular uma estrutura mais próxima ao relevo real.

Componentes do Rendering Fogging Esta técnica é utilizada na Computação Gráfica 3D para simular o efeito de distância. Foi muito bem utilizado em jogos do Nintendo 64 (Mario 64, Superman 64).

Componentes do Rendering Shadows Este ítem se refere ao sombreamento que é causado pela obstrução da luz por um objeto.

Componentes do Rendering Reflection Este componente é responsável pelo espelhamento das imagens ou seja seu reflexo assim como em um espelho.

Componentes do Rendering Refraction A refração ocorre quando a velocidade e direção de incidência da luz é quebrada por algum motivo seja reflexo ou pelo tipo de ambiente que esta sendo propagado a luz.

Componentes do Rendering Global Illumination Este é o responsável por toda luz que é vista diretamente sobre a superfície e seus objetos seria uma fonte direta de luz.

Componentes do Rendering Local Illumination A iluminação local se restringe apenas em alguns pontos não sendo refletida ou aproveitada por toda a superfície.

Indirect Illumination Componentes do Rendering Indirect Illumination Mais complexa que a iluminação global este por sua vez tem um ponto externo de luz ao qual é retransmitido por toda a superfície.

Componentes do Rendering Caustics Na ótica é conhecido por ser um envelope de raios de luz refletidos ou refratados por um objeto com formato em círculo como copos, canecas e etc.

Componentes do Rendering Depth of Field Componente que simula o foco apenas nas proximidades da área em que é destinada a visão ou seja todas as outras áreas fora da visão ficarão embaçadas.

Componentes do Rendering Motion Blurr Motion Blurr é o fato de um objeto estar em movimentação com grande velocidade, este fator faz com que o objeto apareça apenas em rastros totalmente desfocado.

Photorealistic Morphing Componentes do Rendering Photorealistic Morphing O foto realismo na Computação Gráfica trata de utilizar uma imagem real e transformar a mesma em uma imagem 3D através de ferramentas computacionais como photoshop.

Non-photorealistic rendering Componentes do Rendering Non-photorealistic rendering Este método é mais utilizado para a formulação de desenhos e jogos de computadores que não procuram uma imagem real ou seja nada foto realístico apenas desenhos.

Técnicas Mais Utilizadas Existem diversas técnicas de rendering porém as mais utilizadas são: Scanline Rendering e Rasterização Ray Casting Radiosity Ray Tracing

Scanline Rendering e Rasterização Técnicas Mais Utilizadas Scanline Rendering e Rasterização É um algoritmo para uma superfície visível que trabalha com bases de leitura e processamento linha a linha ou pixel a pixel. Ele mantém uma tabela das atividades e as pontes que já não são mais relevantes são removidas da tabela. Ele lê um vetor e transforma esses pontos em imagens (pixels). Algoritmo conhecido Z-Buffer

Técnicas Mais Utilizadas Ray Casting Consiste em uma emissão "imaginária" de um raio através de cada pixel na tela do computador, e para cada objeto da cena atingido pelo raio, é calculado a contribuição de cor e de intensidade obtida para esse pixel. Ou seja ele calcula a intensidade da luz no ponto final até o ponto inicial.

Técnicas Mais Utilizadas Radiosity Este funciona trabalhando com os focos (pontos) de luz ou seja, em um ambiente ele ajusta um único ponto de iluminação e trabalha com os diferentes níveis de luz em relação a imagem.

Técnicas Mais Utilizadas Ray Tracing É a técnica de renderização de uma cena que calcula a imagem desta cena simulando a forma como os raios de luz percorrem o seu caminho no mundo real, é usada no desenvolvimento de sistemas óticos como: lentes de câmeras, microscópios, binóculos. Ela é utilizada nos mais variados ambientes e bibliotecas gráficas, inclusive em OpenGL.

Técnicas Mais Utilizadas Exemplos Radiosity Ray Tracing Scanline Ray Casting

Métodos de Rendering Real Time (tempo real)‏ Non-Real Time (sem tempo real)‏

Métodos do Rendering Tempo Real Normalmente usado para mídias interativas, assim como games e simulações, é calculado e mostrado em tempo real, de faixas entre 20 a 120 frames por segundo (fps). Em tempo real o objetivo do rendering é mostrar o máximo de informações possíveis que o olho pode processar ou seja 30 frames por segundo. O objetivo neste caso não é foto realismo mas sim velocidade.

Métodos do Rendering Non-Real Time São animações para mídias não interativas assim como filmes vídeos pois são renderizadas muito mais devagar. Um render de tempo não real aciona um processo limitado de quadros para obter uma melhor qualidade de imagem. O tempo de renderização individual pode variar de alguns segundos até dias para as cenas mais complexas. Esses frames são exibidos sequencialmente a altas taxas tipicamente 24 25 ou 30 frames por segundo para transparecer a ilusão de movimento contínuo.

POR HOJE É SÓ PESSOAL THAT’S ALL FOLKS!!