¿Que es el renderizado 3D?
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¿Que es el renderizado 3D?
Que es renderizado 3D. Tecnicas basicas y principio de funcionamiento.
El renderizado es nuestra ventana al mundo virtual 3D. Este artículo describe qué es el renderizado y qué técnicas y métodos se utilizan para renderizar objetos 3D.
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¿Qué es renderizar?
¿Qué es renderizar? |
El renderizado apareció por primera vez en 1960 cuando William Vetter creó una imagen de un piloto para imitar el espacio necesario en una cabina. Luego, en 1963, Ivan Sutherland creó Sketchpad, el primer programa de modelado 3D, mientras estaba en el MIT. Es conocido como el "padre de los gráficos por computadora" por su trabajo pionero.
En 1975, el investigador Martin Newell creó Utah Kettle , un modelo de prueba en 3D que se convirtió en el renderizado de prueba estándar. Esta tetera, también llamada Newell Teapot, se ha vuelto tan icónica que se considera el equivalente del mundo 3D de "Hello World".
La renderización la realiza launidad central de procesamiento (CPU) de la computadora o el procesador de gráficos (GPU) de la tarjeta gráfica. A veces, en una configuración híbrida, como un software como V-Ray, la CPU y la GPU funcionan juntas. Comprender estos tipos de representación le ayudará a apreciar las diferencias entre ellos.
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¿Tecnicas basicas renderizado 3D?
Esencialmente, la representación 3D es como la fotografía. Por ejemplo, un programa de renderizado apunta efectivamente a una cámara a un objeto para crear una fotografía. Por lo tanto, la iluminación digital es muy importante para crear una representación detallada y realista.
Con el tiempo, se han desarrollado varios métodos de renderizado diferentes. Sin embargo, el objetivo de cada renderizado es renderizar una imagen basada en cómo la luz golpea los objetos, como en la vida real.
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A.- Rasterización en juegos
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Los videojuegos son un caso de uso común para la rasterización.
Uno de los primeros métodos de renderizado, la rasterización, funciona tratando el modelo como una malla de polígonos. Estos polígonos tienen vértices incrustados con información como posición, textura y color. Estos vértices luego se proyectan en un plano perpendicular a la perspectiva (es decir, la cámara).
Con los vértices actúan como bordes, los píxeles restantes se rellenan con los colores correctos. Imagine que primero necesita dibujar un contorno para cada color que dibuje; esto es representación con rasterización.
La rasterización es una forma rápida de renderizado. Todavía se usa mucho, especialmente para la representación en tiempo real (por ejemplo , juegos de computadora, simulaciones y GUI interactivo). Más recientemente, este proceso se ha mejorado más aún con una mayor resolución y suavizado, que se mejoró para suavizar los bordes de los objetos y combinarlos con los píxeles rojos.
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B.- Fundición de vigas
Demostración clásica de fundición de vigas.Si bien es útil, la rasterización tiene problemas cuando hay objetos superpuestos: si las superficies se superponen, la última parte dibujada se reflejará en el renderizado, lo que dará como resultado que se muestre el objeto incorrecto. Para resolver este problema, se desarrolló el concepto de un Z-buffer para rasterización. Incluye un sensor de profundidad para indicar qué superficie está debajo o encima, en un punto de vista particular.
Sin embargo, esto se volverá necesario cuando se desarrollará la fundición de vigas. A diferencia de la rasterización, el problema potencial de la superposición de superficies no surge con la proyección de haz.
Ray Casting, como sugiere su nombre Los rayos se envían a cada píxel en el plano de la imagen. La superficie que toca primero se mostrará al renderizar, y cualquier otra intersección después de la primera superficie no se dibujará.
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C.- Trazado de rayos cabellos
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Trazado de rayos complejos en el cabello. Fuente: Autodesk
A pesar de los beneficios de emitir rayos, la técnica todavía carecía de la capacidad de modelar correctamente sombras, reflejos y refracciones. Por lo tanto, el desarrollo de un método de trazado de rayos fue de ayuda.
El trazado de rayos funciona de manera similar a la proyección de rayos, excepto que hace que la luz sea mejor. Básicamente, los rayos primarios desde el punto de vista de la cámara se envían a los modelos para producir rayos secundarios. Después de golpear el modelo, se emitirán rayos de sombra, rayos reflejados o rayos de refracción, según las propiedades de la superficie.
La sombra se genera en otra superficie si el camino del rayo de sombra hacia la fuente de luz está obstruido por esta superficie. Si la superficie es reflectante, el rayo reflejado resultará se emitirá en un ángulo e iluminará cualquier otra superficie que golpee y, además, emitirá un conjunto diferente de rayos. Por esta razón, esta técnica también se conoce como dibujar de rayos recursivo. Para una superficie transparente, se emite un rayo refractivo cuando el rayo secundario golpea la superficie.
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D.- La fórmula de renderizado
El desarrollo posterior de la representación finalmente condujo a la simulación de representación, que intenta modelar cómo se debe emitir la luz de la manera más realista posible. Con esta técnica, se cree que la luz es emitida por todos los cuerpos, y no solo por una fuente de luz. Esta fórmula trata de considerar todas las luces en el renderizado, en comparación con el trazado de rayos que solo usa iluminación directa. El algoritmo creado con esta fórmula se conoce como iluminación global o indirecta.
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¿Hardware|Software renderizado?
El software de renderizado utiliza GPU (gráficos ) y CPU (central) o ambos para crear renderizados. Además, las aplicaciones de renderizado son programas que consumen muchos recursos. La renderización más rápida a menudo requiere actualizaciones adicionales. La velocidad del procesador, la integración y compatibilidad de la tarjeta gráfica, la compatibilidad con el controlador y la RAM son algunos de los aspectos que garantizan un renderizado rápido y de alta calidad.
Por triste que parezca, no existe un renderizado perfecto. Esto se debe a que varias variables están constantemente en equilibrio, incluido el fotorrealismo, la calidad, la velocidad, el tamaño de los datos y la resolución.
A pesar de la complejidad, es posible trabajar con estos factores básicos para lograr renderizados fotorrealistas. Primero, el modelo debe ajustarse en la proporción correcta. Un modelo a escala en la vida real ayuda mucho. Los tamaños de los objetos no tienen que ser exactos, ya que los detalles pueden estar sujetos a justes si se muestran en la visualización.
Los materiales de los objetos deben ser apropiados y muy detallados para lograr los resultados más realistas. Los elementos aleatorios en las texturas también ayudan a que los renderizados se vean más realistas.
La intensidad de la luz, la temperatura y la ubicación son, por supuesto, un factor muy importante. La cantidad y la ubicación correctas de la luz aclararán los detalles para que sean lo suficientemente visibles. También tenga en cuenta que la temperatura de color, si no se configura correctamente, puede estropear su renderizado.
Finalmente, el posprocesamiento son los toques finales de su renderizado. Los retoques simples en su renderizado sin procesar pueden convertir sus renderizados en impresionantes imágenes fotorrealistas.
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Tipos software renderizado 3D
Cuando busque un software de renderizado 3D, encontrará dos términos recurrentes que rara vez se explican: renderizado sesgado ( "personalizado ") e imparcial ( "no personalizado "). Esto es lo que significa: renderizador sesgado (léase bayast ): este es un renderizador en el que necesita CONFIGURAR muchos parámetros y es BIASTRICO, es decir, basado no en la "verdad ", sino en algunas de sus suposiciones personales.
El software de renderizado 3D sesgado, a su vez, está diseñado para ser más eficiente. Al calcular las trayectorias de los rayos de luz, hacen trampa estratégicamente para reducir el tiempo de renderizado. En particular, esto significa que interpolan entre fotogramas o aplican desenfoque. Se necesita algo de experiencia para afinar un render sesgado para obtener un resultado convincente.
Por otro lado, un renderizador imparcial(léase anbayast ), es decir, un renderizador NO CONFIGURADO (no es necesario configurarlo; presione un botón y siéntese y espere hasta que la imagen se vuelva hermosa) y es IMPARCIAL. La imparcialidad se expresa en el hecho de que el renderizador trata de describir el comportamiento de la luz con la mayor veracidad posible. Esos. utiliza fórmulas de cálculo que hoy describen con la mayor precisión posible ( en la medida de lo posible) las leyes físicas que se dan en la naturaleza (cómo incide la luz, cómo se refleja, cómo se refracta, cómo se absorbe, etc.) .
el renderizado imparcial intenta calcular imágenes físicamente precisas. Esto significa que sigue la trayectoria del haz de luz matematicamente correctamente, sin atajos. Este método puede resultar en tiempos de renderizado más largos. Por lo tanto, el renderizado sin jactancia rara vez se usa para peliculas animadas. En cambio, se puede encontrar en el diseño gráfico y la visualización arquitectónica, ya que el tiempo de renderizado no afecta en gran medida el cronograma del proyecto.
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Aplicaciones renderizado 3D
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El renderizado 3D ha cambiado los flujos de trabajo en muchas industrias.
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En arquitectura e ingeniería
los planos, mapas y modelos tradicionales ahora se complementan con presentaciones realistas. La creación de prototipos mediante el renderizado es menos costosa y también ahorra mucho tiempo, porque. puede ver inmediatamente el resultado final, tener en cuenta todos los matices y hacer los ajustes apropiados.![cómo renderizar en 3D]( "¿Hardware|Software renderizado?")
En la industria cinematográfica moderna
las nuevas películas ahora dependen en gran medida del renderizado en 3D, o más bien, ya no se crean sin el uso de esta maravillosa herramienta. Los estudios de animación 3D están trabajando en la creación de películas animadas de alta definición. Los efectos de video de alta definición y las imágenes generadas por computadora ayudan a los efectos físicos y accesorios de la película a crear la toma perfecta. No hay límite para crear una escena, todo está limitado solo por la imaginación del cerebro humano.![cómo renderizar en 3D]( "¿Hardware|Software renderizado?")
En marketing digital
los renderizadores se utilizan para mostrar imágenes fotorrealistas de productos. Al ser rentables, las industrias de marketing utilizan el renderizado para hacer que las promociones sean lo más realistas y atractivas posibles para el consumidor.![Programas de renderizado 3D gratis]( "¿Hardware|Software renderizado?")
Mejorar los juegos
Con renderizado fotorrealista y alta definición es de gran importancia para la industria. Cada año, los desarrolladores de juegos se esforzarán por hacer que los detalles sean más realistas e inmersivos para los jugadores.El desarrollo de la representación 3D nunca se detendrá, todo estará limitado solo por la imaginación de un desarrollador o grupo de desarrolladores en particular.
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Cómo son Boligrafos 3D
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Cómo son Impresoras 3D
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¿Que es el renderizado 3D? .-
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