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

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 ?

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

O que é rendering ?

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 ?

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.

Qual a utilidade ?

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;

ShadingNa 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 MappingEste componente tem como objetivo adicionar

textura na superfície de um objeto ou simplesmente cor a um modelo gerado por computador ou um modelo 3D.


Bump MappingEsta 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.


FoggingEsta 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).


ShadowsEste ítem se refere ao sombreamento que é

causado pela obstrução da luz por um objeto.


ReflectionEste componente é responsável pelo

espelhamento das imagens ou seja seu reflexo assim como em um espelho.


RefractionA 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.


Global IlluminationEste é o responsável por toda luz que é vista

diretamente sobre a superfície e seus objetos seria uma fonte direta de luz.


Local IlluminationA iluminação local se restringe apenas em

alguns pontos não sendo refletida ou aproveitada por toda a superfície.


Indirect IlluminationMais complexa que a iluminação global este

por sua vez tem um ponto externo de luz ao qual é retransmitido por toda a superfície.


CausticsNa 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.


Depth of FieldComponente 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.


Motion BlurrMotion 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 MorphingO 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 renderingEste 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 UtilizadasExistem diversas técnicas de rendering porém

as mais utilizadas são:

• Scanline Rendering e Rasterização • Ray Casting• Radiosity• Ray Tracing

Scanline Rendering e RasterizaçãoÉ 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 CastingConsiste 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.


RadiosityEste 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.


Ray TracingÉ 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.


Exemplos

Scanline

Ray Tracing

Ray Casting

Radiosity


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

Tempo RealNormalmente 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 TimeSão 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.

Métodos do Rendering

POR HOJE É SÓ PESSOAL

THAT’S ALL FOLKS!!

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