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Rendering

Was ist Rendering?

Rendering oder Bildsynthese ist der automatische Prozess des Erzeugens eines fotorealistischen oder nicht-fotorealistischen Bildes aus einem 2D- oder 3D-Modell (oder Modellen, die in Datenstrukturen vorliegen, die kollektiv als Scene Files bezeichnet werden können) durch Computerprogramme. Die Ergebnisse der Anzeige eines solchen Modells können auch als Rendern bezeichnet werden.

Eine Szenedatei enthält Objekte in einer streng definierten Sprache oder Datenstruktur. Es würde beispielsweise Geometrie-, Blickpunkt-, Textur-, Beleuchtungs- und Schattierungsinformationen als Beschreibung einer virtuellen Szene enthalten. Die in der Szenedatei enthaltenen Daten werden dann an ein Wiedergabeprogramm zur Verarbeitung und Ausgabe an ein digitales Bild oder eine Rastergrafik-Bilddatei übergeben.

Verfahrensweise bei Renderings

Obwohl die technischen Einzelheiten der Verfahren zur Bildsynthese variieren, werden die allgemeinen Herausforderungen, die bei der Erzeugung eines 2D-Bildes aus einer in einer Szenedatei gespeicherten 3D-Darstellung zu überwinden sind, als Grafikpipeline über geeignete Hardware, wie eine GPU, umrissen. Eine GPU ist ein speziell entwickeltes Gerät, das eine CPU bei der Durchführung komplexer Renderberechnungen unterstützen kann.

Wenn eine Szene unter virtueller Beleuchtung relativ realistisch und vorhersehbar aussehen soll, sollte die Software die Rendering-Gleichung lösen. Diese Gleichung berücksichtigt nicht alle Beleuchtungsphänomene, ist jedoch ein allgemeines Beleuchtungsmodell für computergenerierte Bilder. Der Begriff “Rendern” wird im Übrigen auch verwendet, um den Vorgang der Berechnung von Effekten in einem Videobearbeitungsprogramm zu beschreiben, um die endgültige Videoausgabe zu erzeugen.

Im Fall von 3D-Grafiken kann das Rendern langsam erfolgen, wie im Prerendering oder in Echtzeit. Prerendering ist ein rechenintensiver Prozess, der normalerweise für die Erstellung von Filmen verwendet wird, während das Rendern in Echtzeit häufig für 3D-Videospiele erfolgt, die auf der Verwendung von Grafikkarten mit 3D-Hardwarebeschleunigern beruhen.

Bedeutung von Renderings

Das Rendern ist zudem eine der wichtigsten Disziplinen der 3D-Computergrafik und in der Praxis immer mit den anderen Aspekten der 3D-Computergrafik verbunden. In der Grafikpipeline ist es der letzte große Schritt, der den Modellen und der Animation das endgültige Aussehen gibt. Mit der zunehmenden Verfeinerung der Computergrafik seit den 1970er Jahren ist das Rendern zu einem eigenständigen Thema geworden.

Rendering wird in der Architektur, bei Videospielen, Simulatoren, visuellen Effekten in Filmen oder Fernsehproduktionen sowie bei der Designvisualisierung verwendet, wobei jeder Anwendungsbereich eine unterschiedliche Gewichtung von Merkmalen und Techniken erfordert. Als Produkt stehen eine Vielzahl von Renderern zur Verfügung. Einige sind in größere Modellierungs- und Animationspakete integriert, einige sind Standalone, andere sind freie Open-Source-Projekte. Im Prinzip ist ein Renderer ein sorgfältig konstruiertes Programm, basierend auf einer selektiven Kombination von Features in Bezug auf: Lichtphysik, visuelle Wahrnehmung, Mathematik und Softwareentwicklung.

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