实时渲染技术及常用软件介绍,一睹为快!
你是否曾经玩过一款让自己感觉真正沉浸在虚拟世界中的视频游戏?或者观看了一部视觉效果极度逼真的电影,以至于忘记了自己是通过屏幕观看的?其实,这些体验是通过实时渲染技术实现的。实时渲染软件的出现重新定义了我们对数字空间的感知,使得以足够快的速度生成图像以产生运动的幻觉成为可能,从本质上形成了实时 3D 渲染的本质,今天小编就为大家分享实时渲染具体包含的技术和常用软件有哪些!
实时渲染技术
1、光线追踪
光线追踪是计算机图形学中用于创建逼真图像的渲染技术。它模拟光与虚拟场景中的对象交互时的行为。使用追踪时,光线从相机发出,当光线击中物体时,光线从一个表面反射到另一个表面,并将光线传输到光源。此方法模仿现实生活中的光行为,并允许模拟许多光学效果,包括阴影、散射、反射和折射、运动模糊、景深、柔和阴影和间接照明。由于它模仿的是物理光(光子)的行为,因此与光栅化方法不同,其结果也是更加逼真的图像。
2、光栅化
三维图形由对象组成,它们由线或多边形连接的点组成。光栅化是转换所有多边形的过程,即将 3D 场景的形状转换为用户屏幕上显示的 2D 像素网格上的投影(将矢量图像或对象转换为基于像素的光栅图像)。
这种转换使计算机能够了解各个像素的颜色、亮度和其他特征,从而更容易在数字屏幕上显示图像,在此过程中,计算机使用数学算法在像素之间插入颜色并计算每个像素在图像网格中的位置,生成的光栅图像通常比矢量图形更容易可视化和操作,尤其是在涉及阴影和纹理等视觉效果时。此方法比光线追踪效率更高、速度更快,但是它无法再现基于反射光的效果,例如现实世界的反射、透明度和环境着色。
3、阴影贴图
此方法涉及从光源的角度创建场景的深度图(阴影图),然后使用该图来确定场景的哪些部分处于阴影中以及哪些部分被照亮,如果像素处于阴影中,则会用较深的颜色绘制该像素,以产生光源投射的阴影的错觉。
4、纹理映射
该技术涉及在 3D 对象的表面上叠加纹理以添加细节和真实感。
5、物理上正确的渲染
这是一种可让你通过模拟现实生活中的光行为,来更准确地显示对象的计算机图形方法。它涉及对光、材料及其相互作用的物理原理的精确计算,以创建逼真的图像,该渲染的方法和算法基于物理上精确的公式并使用真实材料的属性。
6、细节层次 (LOD)
LOD 允许根据相机和对象之间的距离以不同的细节级别渲染场景。这可以通过减少需要为远处对象渲染的多边形数量来帮助提高性能。LOD 还可以包括减少顶点数量、简化纹理或删除不必要的元素,目的是保持场景或对象的有吸引力的外观,即使在细节较少的情况下也是如此,同时,仍然确保渲染过程中良好的帧速率。