Renderizando una imagen

Renderizado 3D

Consiste en el proceso de gráficos por ordenador 3D de la conversión automática de modelos de marco de wireframe 3D en imágenes 2D con efectos 3D fotorrealistas o renderización no fotorrealista en un ordenador.

Métodos de renderizado

La renderización es el proceso final de creación de la imagen o animación 2D real de la escena preparada. Esto se puede comparar al tomar una foto o filmar una escena después de que la configuración se ha terminado en la vida real. Se han desarrollado varios métodos de representación diferentes y a menudo especializados. Estos van desde los renderizados wireframe no realistas a través de la representación basada en polígonos, hasta técnicas más avanzadas tales como: renderizado de scanline, ray tracing o radiosity. La renderización puede tomar de: fracciones de segundos a días para una sola imagen / fotograma. En general, los diferentes métodos son más adecuados para el renderizado fotorrealista o para el renderizado en tiempo real.

Tiempo Real

La renderización de medios interactivos, como juegos y simulaciones, se calcula y se muestra en tiempo real, a velocidades de aproximadamente de 20 a 120 fotogramas por segundo. En el renderizado en tiempo real, el objetivo es mostrar tanta información como sea posible, ya que el ojo puede procesar en una fracción de segundo (aka en un fotograma.) En el caso de 30 frame-por-segundo de animación un marco abarca un 30 de un segundo). El objetivo principal es lograr un grado de fotorealismo tan alto como sea posible a una velocidad de renderización mínima aceptable (normalmente 24 fotogramas por segundo, ya que es el mínimo que el ojo humano necesita para crear con éxito la ilusión de movimiento). De hecho, las explotaciones pueden aplicarse en la forma en que el ojo "percibe" el mundo, y como resultado la imagen final presentada no es necesariamente la del mundo real, sino una lo suficientemente cerca para que el ojo humano pueda tolerar. El software de renderizado puede simular efectos visuales tales como bengalas de lente, profundidad de campo o desenfoque de movimiento. Estos son intentos de simular fenómenos visuales resultantes de las características ópticas de las cámaras y del ojo humano. Estos efectos pueden dar un elemento de realismo a una escena, incluso si el efecto es simplemente un artefacto simulado de una cámara. Este es el método básico empleado en juegos, mundos interactivos y VRML. El rápido aumento de la potencia de procesamiento informático ha permitido un grado de realismo progresivamente mayor incluso para la renderización en tiempo real, incluyendo técnicas como la renderización HDR. La representación en tiempo real suele ser poligonal y ayudada por la GPU de la computadora.

Tiempo no real

Las animaciones para medios no interactivos, como películas y video, se hacen mucho más lentamente. La renderización en tiempo no real permite aprovechar la potencia de procesamiento limitada para obtener una calidad de imagen más alta. Los tiempos de procesamiento de fotogramas individuales pueden variar de unos segundos a varios días para escenas complejas. Los fotogramas renderizados se almacenan en un disco duro y luego se pueden transferir a otros medios como películas cinematográficas o discos ópticos. Estos marcos se muestran entonces secuencialmente a altas velocidades de fotogramas, típicamente 24, 25 ó 30 fotogramas por segundo, para lograr la ilusión de movimiento.
Cuando el objetivo es el foto-realismo, se emplean técnicas como el trazado de rayos o la radiosidad. Este es el método básico empleado en los medios digitales y las obras artísticas. Se han desarrollado técnicas para simular otros efectos naturales, como la interacción de la luz con diversas formas de materia. Ejemplos de estas técnicas incluyen sistemas de partículas (que pueden simular lluvia, humo o fuego), muestreo volumétrico (para simular la niebla, el polvo y otros efectos atmosféricos espaciales), cáusticos (para simular el enfoque de la luz por superficies irregulares de refracción de la luz, Ondulaciones de luz que se ven en el fondo de una piscina), y la dispersión subsuperficial (para simular la luz que refleja dentro de los volúmenes de objetos sólidos como la piel humana).
El proceso de renderizado es costoso desde el punto de vista computacional, dada la compleja variedad de procesos físicos que se están simulando. El poder de procesamiento informático ha aumentado rápidamente a lo largo de los años, permitiendo un grado progresivamente más alto de representación realista. Los estudios de cine que producen animaciones generadas por computadora suelen hacer uso de una granja de render para generar imágenes de manera oportuna. Sin embargo, la caída de los costes de hardware significa que es totalmente posible crear pequeñas cantidades de animación 3D en un sistema informático doméstico. La salida del renderizador se utiliza a menudo como sólo una pequeña parte de una escena de película completa. Muchas capas de material pueden ser procesadas por separado e integradas en la toma final usando software de composición.