Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для 3-мерного рендеринга см. 3D-рендеринг . Для рендеринга HTML см. Движок браузера .
Различные методы рендеринга, применяемые к одной 3D-сцене
Изображение, созданное с помощью POV-Ray 3.6.

Рендеринг или синтез изображения - это процесс создания фотореалистичного или нефотореалистичного изображения из 2D или 3D модели с помощью компьютерной программы . Полученное изображение называется рендером . Несколько моделей могут быть определены в файле сцены, содержащем объекты на строго определенном языке или в структуре данных . Файл сцены содержит геометрию, точку обзора, текстуру , освещение и затенение.информация, описывающая виртуальную сцену. Данные, содержащиеся в файле сцены, затем передаются программе визуализации для обработки и вывода в файл цифрового изображения или растрового графического изображения. Термин «рендеринг» аналогичен представлению художника о сцене. Термин «рендеринг» также используется для описания процесса вычисления эффектов в программе редактирования видео для получения окончательного видеовыхода.

Рендеринг - одна из основных подтем компьютерной 3D-графики , и на практике она всегда связана с другими. Это последний важный шаг в графическом конвейере , придающий моделям и анимации их окончательный вид. С возрастанием сложности компьютерной графики с 1970-х годов она стала более самостоятельной темой.

Рендеринг используется в архитектуре , видеоиграх , симуляторах , визуальных эффектах кино и телевидения , а также в визуализации дизайна, каждый из которых использует различный баланс функций и методов. Доступны самые разные рендереры. Некоторые из них интегрированы в более крупные пакеты моделирования и анимации, некоторые являются автономными, а некоторые являются бесплатными проектами с открытым исходным кодом. Внутри рендерер - это тщательно разработанная программа, основанная на нескольких дисциплинах, включая физику света , визуальное восприятие , математику и разработку программного обеспечения .

Хотя технические детали методов рендеринга различаются, общие проблемы, которые необходимо преодолеть при создании 2D-изображения на экране из 3D-представления, хранящегося в файле сцены, обрабатываются графическим конвейером в устройстве рендеринга, таком как графический процессор . Графический процессор - это специально разработанное устройство, которое помогает процессору выполнять сложные вычисления рендеринга. Если сцена должна выглядеть относительно реалистичной и предсказуемой при виртуальном освещении, программа визуализации должна решить уравнение визуализации . Уравнение визуализации не учитывает все явления освещения, а вместо этого действует как общая модель освещения для компьютерных изображений.

В случае 3D-графики сцены могут быть предварительно визуализированы или сгенерированы в реальном времени. Предварительный рендеринг - это медленный, ресурсоемкий процесс, который обычно используется для создания фильмов, где сцены могут быть сгенерированы заранее, в то время как рендеринг в реальном времени часто выполняется для 3D-видеоигр и других приложений, которые должны динамически создавать сцены. Аппаратные 3D- ускорители могут улучшить производительность рендеринга в реальном времени.

Использование [ править ]

Когда предварительное изображение ( обычно каркасный эскиз) завершено, используется рендеринг, который добавляет растровые текстуры или процедурные текстуры , источники света, рельефное отображение и относительное положение по отношению к другим объектам. Результатом является законченное изображение, которое видит потребитель или предполагаемый зритель.

Для анимации фильмов необходимо визуализировать несколько изображений (кадров) и сшить их вместе в программе, способной создавать анимацию такого рода. Большинство программ для редактирования 3D-изображений могут это сделать.

Особенности [ править ]

Отрендеренное изображение можно понять с точки зрения ряда видимых функций. Исследования и разработки в области визуализации в значительной степени были мотивированы поиском способов их эффективного моделирования. Некоторые относятся непосредственно к конкретным алгоритмам и методам, а другие производятся вместе.

  • Затенение  - как цвет и яркость поверхности меняются в зависимости от освещения.
  • Текстурное наложение  - метод наложения деталей на поверхности
  • Bump-mapping  - метод имитации мелкомасштабной неровности на поверхности.
  • Затуманивающая / участвующая среда  - как тускнеет свет при прохождении через непрозрачную атмосферу или воздух
  • Тени  - эффект загораживающего света
  • Мягкие тени  - переменная темнота, вызванная частично затемненными источниками света
  • Отражение  - зеркальное или глянцевое отражение
  • Прозрачность (оптика) , прозрачность (графика) или непрозрачность  - резкое пропускание света через твердые объекты
  • Полупрозрачность  - сильно рассеянное пропускание света через твердые объекты
  • Преломление  - искривление света, связанное с прозрачностью
  • Дифракция  - изгиб, распространение и интерференция света, проходящего мимо объекта или апертуры, которая нарушает луч.
  • Непрямое освещение  - поверхности, освещенные светом, отраженным от других поверхностей, а не непосредственно от источника света (также известное как глобальное освещение)
  • Каустика (форма непрямого освещения) - отражение света от блестящего объекта или фокусировка света через прозрачный объект для создания ярких бликов на другом объекте.
  • Глубина резкости  - объекты выглядят размытыми или не в фокусе, если они находятся слишком далеко впереди или позади объекта в фокусе.
  • Размытие в движении  - объекты выглядят размытыми из-за высокоскоростного движения или движения камеры
  • Нефотореалистичный рендеринг  - рендеринг сцен в художественном стиле, который должен выглядеть как картина или рисунок.

Методы [ править ]

Отрисовка фрактального ландшафта с помощью лучевого марширования

Были исследованы многие алгоритмы рендеринга , и программное обеспечение, используемое для рендеринга, может использовать ряд различных методов для получения окончательного изображения.

Отслеживание каждой частицы света в сцене почти всегда совершенно непрактично и потребует огромного количества времени. Даже отслеживание участка, достаточно большого для создания изображения, занимает чрезмерно много времени, если выборка не ограничена разумно.

Таким образом, появилось несколько рыхлых семейств более эффективных методов моделирования легкого транспорта:

  • растеризация , включая рендеринг строк развертки , геометрически проецирует объекты сцены на плоскость изображения без дополнительных оптических эффектов;
  • при моделировании лучей рассматривается сцена как наблюдаемая с определенной точки зрения, вычисление наблюдаемого изображения основано только на геометрии и очень простых оптических законах интенсивности отражения и, возможно, с использованием методов Монте-Карло для уменьшения артефактов;
  • Трассировка лучей аналогична моделированию лучей, но использует более продвинутое оптическое моделирование и обычно использует методы Монте-Карло для получения более реалистичных результатов со скоростью, которая часто на несколько порядков выше.

Четвертый тип техники переноса света, излучение, обычно не реализуется как метод рендеринга, а вместо этого рассчитывает прохождение света, когда он покидает источник света и освещает поверхности. Эти поверхности обычно отображаются на дисплее с использованием одного из трех других методов.

Наиболее продвинутое программное обеспечение сочетает в себе два или более методов для получения достаточно хороших результатов по разумной цене.

Еще одно различие заключается между алгоритмами порядка изображения , которые перебирают пиксели плоскости изображения, и алгоритмами порядка объектов , которые перебирают объекты в сцене. Обычно порядок объектов более эффективен, поскольку в сцене обычно меньше объектов, чем пикселей.

Рендеринг и растеризация строк сканирования [ править ]

Основная статья: Растеризация
Визуализация Европейского чрезвычайно большого телескопа .

Представление изображения высокого уровня обязательно содержит элементы в области, отличной от пикселей. Эти элементы называются примитивными с . Например, на схематическом чертеже сегменты линий и кривые могут быть примитивами. В графическом пользовательском интерфейсе окна и кнопки могут быть примитивами. При рендеринге 3D-моделей треугольники и многоугольники в пространстве могут быть примитивами.

Если попиксельный (порядок изображений) подход к рендерингу непрактичен или слишком медленный для какой-либо задачи, то подход к рендерингу «примитив за примитивом» (порядок объектов) может оказаться полезным. Здесь каждый из примитивов проходит цикл, определяет, на какие пиксели изображения он влияет, и соответствующим образом изменяет эти пиксели. Это называется растеризацией и является методом визуализации, используемым всеми текущими видеокартами .

Растеризация часто выполняется быстрее, чем рендеринг по пикселям. Во-первых, большие области изображения могут не содержать примитивов; растеризация игнорирует эти области, но рендеринг по пикселям должен проходить через них. Во-вторых, растеризация может улучшить когерентность кеша и уменьшить избыточную работу, используя тот факт, что пиксели, занятые одним примитивом, имеют тенденцию быть смежными в изображении. По этим причинам, когда требуется интерактивный рендеринг, обычно выбирают растеризацию ; однако попиксельный подход часто позволяет получать изображения более высокого качества и является более универсальным, поскольку он не зависит от стольких предположений об изображении, как растеризация.

Старая форма растеризации характеризуется отображением всего лица (примитива) как одного цвета. В качестве альтернативы, растеризация может быть выполнена более сложным способом, сначала визуализируя вершины лица, а затем визуализируя пиксели этой грани как смешение цветов вершин. Эта версия растеризации обогнала старый метод, поскольку он позволяет графике плавно перемещаться без сложных текстур (растеризованное изображение при использовании лицом к лицу имеет тенденцию иметь очень блочный эффект, если не покрыто сложными текстурами; грани не гладкие, потому что нет постепенного изменения цвета от одного примитива к другому). Этот новый метод растеризации использует более сложные функции затенения графической карты и по-прежнему обеспечивает лучшую производительность, поскольку более простые текстуры, хранящиеся в памяти, занимают меньше места.Иногда дизайнеры используют один метод растеризации для одних граней, а другой - для других, в зависимости от угла, под которым эта грань встречается с другими соединенными гранями, что увеличивает скорость и не влияет на общий эффект.

Кастинг лучей [ править ]

Основная статья: Рэй кастинг

При отбрасывании лучей смоделированная геометрия анализируется пиксель за пикселем, строка за строкой, с точки зрения наружу, как будто лучи излучаются наружу из точки обзора. Когда объект пересекается , значение цвета в точке можно оценить с помощью нескольких методов. В простейшем случае значение цвета объекта в точке пересечения становится значением этого пикселя. Цвет может быть определен из текстуры-карты . Более сложный метод - изменить значение цвета с помощью коэффициента освещенности, но без вычисления отношения к моделированному источнику света. Чтобы уменьшить артефакты, можно усреднить несколько лучей, немного различающихся по направлениям.

Приведение лучей включает в себя вычисление «направления взгляда» (от положения камеры) и постепенное отслеживание этого «отбрасывания лучей» через «твердые трехмерные объекты» в сцене с накоплением результирующего значения из каждой точки в трехмерном пространстве. Это связано и похоже на «трассировку лучей», за исключением того, что трассировка лучей обычно не «отражается» от поверхностей (где «трассировка лучей» указывает, что она отслеживает путь света, включая отражения). «Распространение лучей» подразумевает, что луч света следует по прямому пути (который может включать прохождение через полупрозрачные объекты). Приведение лучей - это вектор, который может исходить от камеры или от конечной точки сцены («назад вперед» или «спереди назад»). Иногда конечное значение света получается из "передаточная функция », а иногда и напрямую.

Дополнительно можно использовать грубое моделирование оптических свойств: производится простой расчет луча от объекта к точке обзора. Другой расчет выполняется для угла падения световых лучей от источника (ов) света, и на основе этого, а также заданных интенсивностей источников света вычисляется значение пикселя. В другом моделировании используется освещение, построенное на основе алгоритма излучения или их комбинации.

Трассировка лучей [ править ]

Spiral Sphere и Julia, Detail , компьютерное изображение, созданное визуальным художником Робертом В. МакГрегором с использованием только POV-Ray 3.6 и встроенного языка описания сцены.
Основная статья: Трассировка лучей (графика)

Трассировка лучей предназначена для имитации естественного потока света, интерпретируемого как частицы. Часто методы трассировки лучей используются для аппроксимации решения уравнения рендеринга путем применения к нему методов Монте-Карло . Некоторые из наиболее часто используемых методов - это трассировка пути , двунаправленная трассировка пути или перенос света в Метрополисе , но также используются полуреалистичные методы, такие как трассировка лучей в белом стиле или гибриды. Хотя большинство реализаций позволяют свету распространяться по прямым линиям, существуют приложения для моделирования релятивистских эффектов пространства-времени. [1]

В финальном рендеринге производственного качества работы с трассировкой лучей для каждого пикселя обычно снимается несколько лучей, и они отслеживаются не только до первого объекта пересечения, но, скорее, через ряд последовательных `` отскоков '' с использованием известных законов оптика, такая как «угол падения равен углу отражения» и более продвинутые законы, касающиеся преломления и шероховатости поверхности.

Как только луч либо встречает источник света, либо, что более вероятно, после того, как было оценено установленное ограничивающее количество отскоков, тогда поверхностное освещение в этой конечной точке оценивается с использованием методов, описанных выше, и изменения по пути через различные отскоки оцениваются как оценить значение, наблюдаемое с точки зрения. Все это повторяется для каждого образца, для каждого пикселя.

При трассировке лучей распределения в каждой точке пересечения может быть порождено несколько лучей. Однако при отслеживании пути на каждом пересечении срабатывает только один луч или ни один луч, используя статистический характер экспериментов Монте-Карло .

Как метод грубой силы, трассировка лучей была слишком медленной, чтобы ее можно было рассматривать в реальном времени, и до недавнего времени она была слишком медленной, чтобы рассматривать ее для короткометражных фильмов любого уровня качества, хотя она использовалась для последовательностей спецэффектов и в рекламе. , где требуется небольшая порция высококачественного (возможно, даже фотореалистичного ) материала.

Тем не менее, усилия по оптимизации для уменьшения количества вычислений, необходимых для частей работы, где детализация невысока или не зависит от функций трассировки лучей, привели к реальной возможности более широкого использования трассировки лучей. В настоящее время существует оборудование для трассировки лучей с аппаратным ускорением, по крайней мере, на стадии прототипа, и некоторые демонстрации игр, демонстрирующие использование программного обеспечения в реальном времени или аппаратной трассировки лучей.

Radiosity [ править ]

Основная статья: Radiosity (компьютерная графика)

Излучение - это метод, который пытается имитировать способ, которым непосредственно освещенные поверхности действуют как непрямые источники света, которые освещают другие поверхности. Это обеспечивает более реалистичное затенение и, кажется, лучше передает « атмосферу » внутренней сцены. Классический пример - это то, как тени «обнимают» углы комнаты.

Оптическая основа моделирования заключается в том, что некоторый рассеянный свет из данной точки на данной поверхности отражается в большом спектре направлений и освещает область вокруг себя.

Техника моделирования может различаться по сложности. Многие визуализации имеют очень грубую оценку излучения, просто очень слабо освещая всю сцену с фактором, известным как окружение. Однако, когда расширенная оценка яркости сочетается с высококачественным алгоритмом трассировки лучей, изображения могут демонстрировать убедительный реализм, особенно для сцен внутри помещений.

В расширенном моделировании радиосигнала рекурсивные алгоритмы конечных элементов «отбрасывают» свет взад и вперед между поверхностями в модели, пока не будет достигнут некоторый предел рекурсии. Таким образом, окраска одной поверхности влияет на окраску соседней поверхности, и наоборот. Результирующие значения освещенности по всей модели (иногда в том числе для пустых пространств) сохраняются и используются в качестве дополнительных входных данных при выполнении расчетов в модели с отливом или трассировкой лучей.

Из-за итеративного / рекурсивного характера этой техники сложные объекты особенно медленно эмулируются. До стандартизации быстрых вычислений радиосветимости некоторые цифровые художники использовали технику, условно именуемую ложной радиосветимостью , затемняя области текстурных карт, соответствующие углам, стыкам и выемкам, и применяя их посредством самосветления или диффузного сопоставления для рендеринга строк развертки. Даже сейчас расширенные расчеты излучения могут быть зарезервированы для расчета атмосферы комнаты, исходя из света, отражающегося от стен, пола и потолка, без изучения того вклада, который сложные объекты вносят в излучение, или сложные объекты могут быть заменены при вычислении излучения с более простыми объектами аналогичного размера и текстуры.

Вычисления радиосигнала не зависят от точки обзора, что увеличивает объем вычислений, но делает их полезными для всех точек обзора. Если в сцене происходит небольшая перестановка объектов с радиосъёмностью, одни и те же данные о радиосъёмности могут быть повторно использованы для нескольких кадров, что делает радиосъёмность эффективным способом улучшить плоскостность приведения лучей без серьёзного влияния на общее время рендеринга по кадрам. .

Из-за этого радиосити является основным компонентом ведущих методов рендеринга в реальном времени и используется от начала до конца для создания большого количества хорошо известных недавно полнометражных анимационных 3D-мультфильмов.

Выборка и фильтрация [ править ]

Одна проблема, с которой должна иметь дело любая система рендеринга, независимо от того, какой подход она использует, - это проблема выборки . По сути, процесс рендеринга пытается изобразить непрерывную функцию от пространства изображения к цветам с использованием конечного числа пикселей. Как следствие теоремы выборки Найквиста – Шеннона (или теоремы Котельникова), любая отображаемая пространственная форма волны должна состоять как минимум из двух пикселей, что пропорционально разрешению изображения . Проще говоря, это выражает идею о том, что изображение не может отображать детали, пики или впадины в цвете или интенсивности, которые меньше одного пикселя.

Если используется наивный алгоритм рендеринга без какой-либо фильтрации, высокие частоты в функции изображения вызовут уродливое сглаживание в конечном изображении. Наложение обычно проявляется в виде неровностей или неровных краев объектов, на которых видна пиксельная сетка. Чтобы удалить сглаживание, все алгоритмы рендеринга (если они предназначены для создания красивых изображений) должны использовать какой-то фильтр нижних частот для функции изображения для удаления высоких частот, процесс, называемый сглаживанием .

Оптимизация [ править ]

Из-за большого количества вычислений незавершенная работа обычно визуализируется только в деталях, соответствующих той части работы, которая разрабатывается в данный момент времени, поэтому на начальных этапах моделирования можно использовать каркасные модели и моделирование лучей, даже если целевой выход - это трассировка лучей с использованием излучения. Также обычно визуализируют только части сцены с высокой детализацией и удаляют объекты, которые не важны для того, что в настоящее время разрабатывается.

Для реального времени целесообразно упростить одно или несколько общих приближений и настроить точные параметры рассматриваемого ландшафта, который также настраивается на согласованные параметры, чтобы получить максимальную «отдачу от вложенных средств».

Академическое ядро [ править ]

Основная статья: Беспристрастный рендеринг

Реализация реалистичного рендерера всегда имеет какой-то базовый элемент физического моделирования или эмуляции - некоторые вычисления, которые напоминают реальный физический процесс или абстрагируют его.

Термин « физически основанный » указывает на использование более общих физических моделей и приближений, которые широко применяются вне рендеринга. Определенный набор связанных техник постепенно утвердился в сообществе рендеринга.

Базовые концепции в меру просты, но их трудно вычислить; и единый элегантный алгоритм или подход был труднодостижим для средств рендеринга более общего назначения. Чтобы удовлетворить требования надежности, точности и практичности, реализация будет представлять собой сложную комбинацию различных методов.

Исследования по визуализации связаны как с адаптацией научных моделей, так и с их эффективным применением.

Уравнение рендеринга [ править ]

Основная статья: Уравнение рендеринга

Это ключевая академическая / теоретическая концепция рендеринга. Он служит наиболее абстрактным формальным выражением неперцептуального аспекта рендеринга. Все более полные алгоритмы можно рассматривать как решения конкретных формулировок этого уравнения.

Значение: в определенном положении и направлении исходящий свет (L o ) является суммой излучаемого света (L e ) и отраженного света. Отраженный свет представляет собой сумму падающего света (L i ) со всех направлений, умноженного на отражение от поверхности и угол падения. Соединяя внешний свет с внутренним светом через точку взаимодействия, это уравнение обозначает весь «перенос света» - все движение света - в сцене.

Функция двунаправленного распределения отражательной способности [ править ]

Функция распределения двунаправленной отражательной способности (BRDF) выражает простую модель взаимодействия света с поверхностью следующим образом:

Взаимодействие света часто аппроксимируется даже более простыми моделями: диффузное отражение и зеркальное отражение, хотя оба они ТАКЖЕ могут быть BRDF.

Геометрическая оптика [ править ]

Рендеринг практически полностью связан с аспектом физики света, связанным с частицами, известным как геометрическая оптика . Рассмотрение света на его базовом уровне как частиц, прыгающих вокруг, является упрощением, но подходящим: волновые аспекты света незначительны в большинстве сцен, и их значительно сложнее смоделировать. Известные явления волнового аспекта включают дифракцию (как видно на цветах компакт-дисков и DVD ) и поляризацию (как видно на ЖК-дисплеях ). Оба типа эффектов, если необходимо, создаются путем корректировки модели отражения с учетом внешнего вида.

Визуальное восприятие [ править ]

Хотя ему уделяется меньше внимания, понимание визуального восприятия человека имеет важное значение для рендеринга. Это происходит главным образом потому, что отображение изображений и человеческое восприятие имеют ограниченные диапазоны. Средство визуализации может имитировать широкий диапазон яркости и цвета света, но текущие дисплеи - киноэкран, компьютерный монитор и т. Д. - не могут справиться с такими большими объемами, и что-то необходимо отбросить или сжать. Человеческое восприятие также имеет ограничения, поэтому для создания реализма не нужно давать изображения большого диапазона. Это может помочь решить проблему подгонки изображений к дисплеям и, кроме того, подсказать, какие сокращения можно использовать при моделировании рендеринга, поскольку некоторые тонкости не будут заметны. Связанная с этим тема - отображение тонов .

Математика, используемая при рендеринге, включает: линейную алгебру , исчисление , числовую математику , обработку сигналов и методы Монте-Карло .

Рендеринг для фильмов часто происходит в сети тесно связанных компьютеров, известной как ферма рендеринга .

Текущее [ когда? ] самым современным в описании трехмерных изображений для создания фильмов является язык описания сцены Mental Ray, разработанный на Mental Images и RenderMan Shading Language, разработанный Pixar [2] (сравните с более простыми форматами трехмерных файлов, такими как VRML или API, такими как OpenGL и DirectX, адаптированный для аппаратных 3D-ускорителей).

Другие средства визуализации (в том числе проприетарные) могут и иногда используются, но большинство других средств визуализации, как правило, пропускают одну или несколько часто необходимых функций, таких как хорошая фильтрация текстур, кеширование текстур, программируемые шейдеры, высокотехнологичные типы геометрии, такие как волосы, разбиение на части или поверхности с тесселяция по запросу, кэширование геометрии, трассировка лучей с кэшированием геометрии, высококачественное отображение теней , скорость или реализация без патентов. Другие востребованные в наши дни функции могут включать интерактивный фотореалистичный рендеринг  (IPR) и аппаратный рендеринг / затенение.

Хронология важных опубликованных идей [ править ]

Визуализация спутника ESTCube-1
  • 1968 Рэй кастинг [3]
  • 1970 рендеринг строк [4]
  • 1971 Затенение по Гуро [5]
  • 1973 г. Затенение Фонга [6] [7]
  • Отражение Фонга 1973 г. [6]
  • 1973 Диффузное отражение [8]
  • 1973 Зеркальное отражение [6]
  • 1973 Зеркальное отражение [6]
  • 1974 Спрайты [9]
  • 1974 Прокрутка [9]
  • 1974 Отображение текстуры [10]
  • 1974 Z-буферизация [10]
  • Картирование окружающей среды 1976 г. [11]
  • 1977 Блинн затенение [12]
  • Боковая прокрутка 1977 года [13]
  • 1977 Теневые тома [14]
  • 1978 Отображение теней [15]
  • Картирование рельефа 1978 г. [16]
  • 1979 Мозаичная карта [17]
  • Деревья 1980 BSP [18]
  • 1980 г. Трассировка лучей [19]
  • Прокрутка с параллаксом 1981 года [20]
  • 1981 Увеличение спрайта [21]
  • Шейдер Cook, 1981 [22]
  • Карты MIP 1983 года [23]
  • 1984 Трассировка лучей Octree [24]
  • 1984 Альфа-композитинг [25]
  • 1984 Распределенная трассировка лучей [26]
  • 1984 Радиосити [27]
  • 1985 Прокрутка строк / столбцов [28]
  • 1985 полукуб радиосити [29]
  • 1986 Отслеживание источников света [30]
  • 1986 Уравнение визуализации [31]
  • 1987 Рендеринг Рейеса [32]
  • 1988 Глубинный кий [33]
  • 1988 Дистанционный туман [33]
  • 1988 Рендеринг плитки [33]
  • 1991 Сглаживание линии Xiaolin Wu [34] [35]
  • 1991 Иерархическое излучение [36]
  • 1993 Фильтрация текстур [37]
  • 1993 Коррекция перспективы [38]
  • 1993 Преобразование, отсечение и освещение [39]
  • 1993 Направленное освещение [39]
  • 1993 Трилинейная интерполяция [39]
  • Z-отбраковка 1993 г. [39]
  • 1993 Коэффициент отражения Орен-Наяра [40]
  • 1993 Тональное отображение [41]
  • 1993 Подповерхностное рассеяние [42]
  • 1994 Амбиентная окклюзия [43]
  • 1995 г. Определение скрытой поверхности [44]
  • 1995 Фотонное отображение [45]
  • 1996 Мультисэмпловое сглаживание [46]
  • 1997 Легковой транспорт Метрополис [47]
  • 1997 Instant Radiosity [48]
  • 1998 Удаление скрытой поверхности [49]
  • 2000 Поза деформации пространства [50]
  • 2002 Предварительно вычисленный перенос сияния [51]

См. Также [ править ]

  • 2D компьютерная графика
  • 3D компьютерная графика  - графика, использующая трехмерное представление геометрических данных.
  • 3D рендеринг
  • Художественный рендеринг
  • Архитектурный рендеринг
  • Хроматическая аберрация  - неспособность линзы сфокусировать все цвета на одной и той же точке.
  • Отображение смещения
  • Растеризация шрифтов
  • Глобальное освещение  - Группа алгоритмов рендеринга, используемых в компьютерной 3D-графике.
  • Графический конвейер  - 3D-рендеринг
  • Карта высот
  •  Рендеринг с высоким динамическим диапазоном - рендеринг сцен компьютерной графики с использованием расчетов освещения, выполненных в высоком динамическом диапазоне.
  • Моделирование и рендеринг на основе изображений
  • Размытость
  • Не фотореалистичный рендеринг
  • Нормальное отображение
  • Алгоритм художника
  • Попиксельное освещение
  • Физический рендеринг  - техника компьютерной графики
  • Предварительный рендеринг
  • Обработчик растровых изображений
  • Radiosity  - метод рендеринга компьютерной графики с использованием диффузного отражения.
  • Трассировка лучей  - метод рендеринга
  • Компьютерная графика в реальном времени
  • Рейес
  • Рендеринг Scanline / Scanline алгоритм  - метод рендеринга изображения 3D компьютерной графики
  • Программный рендеринг
  • Sprite (компьютерная графика)  - термин по компьютерной графике; двумерное растровое изображение, интегрированное в большую сцену
  • Беспристрастный рендеринг
  • Векторная графика  - изображения компьютерной графики, определяемые точками, линиями и кривыми.
  • VirtualGL
  • Виртуальная модель
  • Виртуальная студия
  • Объемный рендеринг  - методы 3D-рендеринга
  • Алгоритмы Z-буфера

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Релятивистская трассировка лучей: имитация визуального представления быстро движущихся объектов». 1995. CiteSeerX  10.1.1.56.830 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  2. ^ Raghavachary, Saty (30 июля 2006). «Краткое введение в RenderMan» . ACM SIGGRAPH 2006 Курсы на - SIGGRAPH '06 . ACM. п. 2. дои : 10,1145 / 1185657,1185817 . ISBN 978-1595933645. S2CID  34496605 . Проверено 7 мая 2018 г. - через dl.acm.org.
  3. ^ Аппель, А. (1968). «Некоторые методы для машинной визуализации твердых тел» (PDF) . Материалы весенней совместной компьютерной конференции . 32 . С. 37–49. Архивировано (PDF) из оригинала 13 марта 2012 года.
  4. ^ Bouknight, WJ (1970). «Процедура создания трехмерных полутоновых презентаций компьютерной графики». Коммуникации ACM . 13 (9): 527–536. DOI : 10.1145 / 362736.362739 . S2CID 15941472 . 
  5. ^ Гуро, Х. (1971). «Непрерывное затенение криволинейных поверхностей» (PDF) . Транзакции IEEE на компьютерах . 20 (6): 623–629. DOI : 10.1109 / tc.1971.223313 . Архивировано из оригинального (PDF) 02.07.2010.
  6. ^ a b c d Школа вычислительной техники Университета Юты, http://www.cs.utah.edu/school/history/#phong-ref. Архивировано 3 сентября 2013 г. на Wayback Machine.
  7. ^ Фонг, BT (1975). «Освещение для компьютерных изображений» (PDF) . Коммуникации ACM . 18 (6): 311–316. CiteSeerX 10.1.1.330.4718 . DOI : 10.1145 / 360825.360839 . S2CID 1439868 . Архивировано из оригинального (PDF) 27 марта 2012 года.   
  8. ^ Буй Tuong Фонг, Освещение для компьютерных изображений Архивных 2016-03-20 в Wayback Machine , коммуникации ACM 18 (1975), нет. 6, 311–317.
  9. ^ а б Путас. «Путь к дому 3д» . vintage3d.org . Архивировано 15 декабря 2017 года . Проверено 7 мая 2018 .
  10. ^ a b Catmull, E. (1974). Алгоритм подразделения для компьютерного отображения криволинейных поверхностей (PDF) (кандидатская диссертация). Университет Юты. Архивировано из оригинального (PDF) 14 ноября 2014 года . Проверено 15 июля 2011 .
  11. ^ Блинн, JF ; Ньюэлл, Мэн (1976). «Текстура и отражение в компьютерных изображениях». Коммуникации ACM . 19 (10): 542–546. CiteSeerX 10.1.1.87.8903 . DOI : 10.1145 / 360349.360353 . S2CID 408793 .  
  12. ^ Blinn, Джеймс Ф. (20 июля 1977). «Модели отражения света для изображений, синтезированных на компьютере». ACM SIGGRAPH Компьютерная графика . 11 (2): 192–198. doi : 10.1145 / 965141.563893 - через dl.acm.org.
  13. ^ "Бомбардировщик - видеоигра от Sega" . www.arcade-museum.com . Архивировано из оригинального 17 октября 2017 года . Проверено 7 мая 2018 .
  14. Перейти ↑ Crow, FC (1977). «Алгоритмы теней для компьютерной графики» (PDF) . Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1977) . 11 . С. 242–248. Архивировано из оригинального (PDF) 13 января 2012 года . Проверено 15 июля 2011 .
  15. ^ Уильямс, Л. (1978). «Отбрасывание кривых теней на искривленные поверхности». Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1978) . 12 . С. 270–274. CiteSeerX 10.1.1.134.8225 . 
  16. ^ Blinn, JF (1978). Моделирование морщинистых поверхностей (PDF) . Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1978). 12 . С. 286–292. Архивировано (PDF) из оригинала 21 января 2012 года.
  17. Перейти ↑ Wolf, Mark JP (15 июня 2012 г.). Перед аварией: ранняя история видеоигр . Издательство Государственного университета Уэйна. ISBN 978-0814337226. Проверено 7 мая 2018 г. - через Google Книги.
  18. ^ Fuchs, H .; Кедем, ZM ; Нейлор, Б.Ф. (1980). О генерации видимой поверхности априорными древовидными структурами . Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1980). 14 . С. 124–133. CiteSeerX 10.1.1.112.4406 . 
  19. ^ Уиттед, Т. (1980). «Улучшенная модель подсветки для затемненного дисплея». Коммуникации ACM . 23 (6): 343–349. CiteSeerX 10.1.1.114.7629 . DOI : 10.1145 / 358876.358882 . S2CID 9524504 .  
  20. ^ Purcaru Богдан Ion (13 марта 2014). «Игры против оборудования. История компьютерных игр: 80-е» . Пуркару Ион Богдан . Проверено 7 мая 2018 г. - через Google Книги.
  21. ^ «Система 16 - Sega VCO Object Hardware (Sega)» . www.system16.com . Архивировано из оригинала 5 апреля 2016 года . Проверено 7 мая 2018 .
  22. ^ Кук, RL ; Торранс, К.Э. (1981). Модель отражательной способности для компьютерной графики . Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1981). 15 . С. 307–316. CiteSeerX 10.1.1.88.7796 . 
  23. ^ Уильямс, Л. (1983). Пирамидальные параметрики . Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1983). 17 . С. 1–11. CiteSeerX 10.1.1.163.6298 . 
  24. ^ Glassner, А.С. (1984). «Космическое подразделение для быстрой трассировки лучей». Компьютерная графика и приложения IEEE . 4 (10): 15–22. DOI : 10.1109 / mcg.1984.6429331 . S2CID 16965964 . 
  25. ^ Портер, Т .; Дафф, Т. (1984). Составление цифровых изображений (PDF) . Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1984). 18 . С. 253–259. Архивировано (PDF) из оригинала 16 февраля 2015 г.
  26. ^ Кук, RL ; Портер, Т .; Карпентер, Л. (1984). Распределенная трассировка лучей (PDF) . Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1984). 18 . С. 137–145. [ постоянная мертвая ссылка ]
  27. ^ Goral, C .; Торранс, KE ; Гринберг, Д.П . ; Баттейл Б. (1984). Моделирование взаимодействия света между рассеянными поверхностями . Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1984). 18 . С. 213–222. CiteSeerX 10.1.1.112.356 . 
  28. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2016-03-04 . Проверено 8 августа 2016 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  29. ^ Коэн, MF ; Гринберг, Д.П. (1985). Hemi-cube: радиосигнальное решение для сложных сред (PDF) . Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1985). 19 . С. 31–40. DOI : 10.1145 / 325165.325171 . Архивировано из оригинального (PDF) 24 апреля 2014 года . Проверено 25 марта 2020 .
  30. ^ Арво, Дж. (1986). Обратная трассировка лучей . SIGGRAPH 1986 Примечания к курсу "Развитие трассировки лучей" CiteSeerX 10.1.1.31.581 . 
  31. ^ Kajiya, J. (1986). Уравнение рендеринга . Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1986). 20 . С. 143–150. CiteSeerX 10.1.1.63.1402 . 
  32. ^ Кук, RL ; Карпентер, Л .; Катмелл, Э. (1987). Архитектура визуализации изображений Рейеса (PDF) . Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1987). 21 . С. 95–102. Архивировано (PDF) из оригинала на 2011-07-15.
  33. ^ a b c "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2014-10-03 . Проверено 2 октября 2014 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  34. ↑ Ву, Сяолинь (июль 1991 г.). Эффективный метод антиалиасинга . Компьютерная графика . 25 . С. 143–152. DOI : 10.1145 / 127719.122734 . ISBN 978-0-89791-436-9.
  35. ^ У, Сяолинь (1991). «Быстрая генерация сглаженных кругов». В Джеймсе Арво (ред.). Graphics Gems II . Сан-Франциско: Морган Кауфманн. С. 446–450. ISBN 978-0-12-064480-3.
  36. ^ Ханрахан, П .; Зальцман, Д .; Aupperle, L. (1991). Алгоритм быстрого иерархического излучения . Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1991). 25 . С. 197–206. CiteSeerX 10.1.1.93.5694 . 
  37. ^ "IGN представляет историю SEGA" . ign.com . 21 апреля 2009 года архивация с оригинала на 16 марта 2018 года . Проверено 7 мая 2018 .
  38. ^ «Система 16 - оборудование Sega Model 2 (Sega)» . www.system16.com . Архивировано 21 декабря 2010 года . Проверено 7 мая 2018 .
  39. ^ a b c d "Система 16 - оборудование Namco Magic Edge Hornet Simulator (Namco)" . www.system16.com . Архивировано 12 сентября 2014 года . Проверено 7 мая 2018 .
  40. ^ М. Орен и С.К. Наяр, « Обобщение модели отражательной способности Ламберта, заархивированной 15 февраля2010 г. на Wayback Machine ». СИГГРАФ. стр.239-246, июль 1994 г.
  41. ^ Тамблин, Дж . ; Рашмайер, HE (1993). «Воспроизведение тона для реалистичных компьютерных изображений» (PDF) . Компьютерная графика и приложения IEEE . 13 (6): 42–48. DOI : 10.1109 / 38.252554 . S2CID 6459836 . Архивировано (PDF) из оригинала на 2011-12-08.  
  42. ^ Ханрахан, П .; Крюгер, В. (1993). Отражение от многослойных поверхностей из-за подповерхностного рассеяния . Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1993). 27 . С. 165–174. CiteSeerX 10.1.1.57.9761 . 
  43. ^ Миллер, Гэвин (24 июля 1994). «Эффективные алгоритмы затенения локальной и глобальной доступности» . Материалы 21-й ежегодной конференции по компьютерной графике и интерактивным техникам - SIGGRAPH '94 . ACM. С. 319–326. DOI : 10.1145 / 192161.192244 . ISBN 978-0897916677. S2CID  15271113 . Проверено 7 мая 2018 г. - через dl.acm.org.
  44. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала на 2016-10-11 . Проверено 8 августа 2016 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  45. ^ Дженсен, HW ; Кристенсен, Нью-Джерси (1995). "Фотонные карты в двунаправленной трассировке лучей Монте-Карло сложных объектов". Компьютеры и графика . 19 (2): 215–224. CiteSeerX 10.1.1.97.2724 . DOI : 10.1016 / 0097-8493 (94) 00145-о . 
  46. ^ «Система 16 - Sega Model 3 Step 1.0 Hardware (Sega)» . www.system16.com . Архивировано 6 октября 2014 года . Проверено 7 мая 2018 .
  47. ^ Вич, Э .; Гибас, Л. (1997). Легковой транспорт "Метрополис" . Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1997). 16 . С. 65–76. CiteSeerX 10.1.1.88.944 . 
  48. Перейти ↑ Keller, A. (1997). Мгновенное излучение . Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1997). 24 . С. 49–56. CiteSeerX 10.1.1.15.240 . 
  49. ^ https://web.archive.org/web/20070811102018/http://www3.sharkyextreme.com/hardware/reviews/video/neon250/2.shtml
  50. ^ Льюис, JP; Корднер, Мэтт; Фонг, Никсон (1 июля 2000 г.). «Деформация позного пространства». Деформация пространства поз: единый подход к интерполяции формы и деформации, управляемой каркасом . ACM Press / Addison-Wesley Publishing Co., стр. 165–172. DOI : 10.1145 / 344779.344862 . ISBN 978-1581132083. S2CID  12672235 - через dl.acm.org.
  51. ^ Слоан, П .; Kautz, J .; Снайдер, Дж. (2002). Предварительно вычисленная передача излучения для рендеринга в реальном времени в условиях динамического низкочастотного освещения (PDF) . Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 2002). 29 . С. 527–536. Архивировано из оригинального (PDF) 24 июля 2011 года.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Акенин-Мёллер, Томас; Хейнс, Эрик (2004). Рендеринг в реальном времени (2-е изд.). Натик, Массачусетс .: AK Peters. ISBN 978-1-56881-182-6.
  • Блинн, Джим (1996). Уголок Джима Блинна: ​​путешествие по графическому конвейеру . Сан-Франциско, Калифорния: Издательство Морган Кауфманн. ISBN 978-1-55860-387-5.
  • Коэн, Майкл Ф .; Уоллес, Джон Р. (1998). Сияние и синтез реалистичного изображения (3-е изд.). Бостон, Массачусетс [ua]: Academic Press Professional. ISBN 978-0-12-178270-2.
  • Филип Дютре; Бекарт, Филипп; Бала, Кавита (2003). Расширенное глобальное освещение ([Online-Ausg.] Ред.). Натик, Массачусетс .: AK Peters. ISBN 978-1-56881-177-2.
  • Фоли, Джеймс Д .; Ван Дам; Файнер; Хьюз (1990). Компьютерная графика: принципы и практика (2-е изд.). Ридинг, Массачусетс: Эддисон-Уэсли. ISBN 978-0-201-12110-0.
  • Эндрю С. Гласснер, изд. (1989). Введение в трассировку лучей (3-е изд.). Лондон [ua]: Акад. Нажмите. ISBN 978-0-12-286160-4.
  • Гласснер, Эндрю С. (2004). Принципы синтеза цифровых изображений (2-е изд.). Сан-Франциско, Калифорния: Кауфманн. ISBN 978-1-55860-276-2.
  • Гуч, Брюс; Гуч, Эми (2001). Не фотореалистичный рендеринг . Натик, Массачусетс .: AK Peters. ISBN 978-1-56881-133-8.
  • Дженсен, Хенрик Ванн (2001). Синтез реалистичных изображений с использованием фотонного картирования ([Nachdr.] Ed.). Натик, Массачусетс .: AK Peters. ISBN 978-1-56881-147-5.
  • Фарр, Мэтт; Хамфрис, Грег (2004). Физически обоснованный рендеринг от теории до реализации . Амстердам: Эльзевир / Морган Кауфманн. ISBN 978-0-12-553180-1.
  • Ширли, Питер ; Морли, Р. Кейт (2003). Реалистичная трассировка лучей (2-е изд.). Натик, Массачусетс .: AK Peters. ISBN 978-1-56881-198-7.
  • Стрототта, Томас; Шлехтвег, Стефан (2002). Нефотореалистичное моделирование, рендеринг и анимация компьютерной графики (2-е изд.). Сан-Франциско, Калифорния: Морган Кауфманн. ISBN 978-1-55860-787-3.
  • Уорд, Грегори Дж. (Июль 1994 г.). "Система моделирования и визуализации освещения RADIANCE" . Сигграф 94 : 459–72. DOI : 10.1145 / 192161.192286 . ISBN 0897916670. S2CID  2487835 .

Внешние ссылки [ править ]

  • GPU Rendering Magazine , онлайн-журнал CGI о преимуществах графического рендеринга
  • SIGGRAPH Специальная группа ACM по графике - крупнейшая академическая и профессиональная ассоциация и конференция.
  • https://web.archive.org/web/20040923075327/http://www.cs.brown.edu/~tor/ Список ссылок на (недавние, по состоянию на 2004 год) документы с сигграфами (и некоторые другие) в Интернете .