Рендеринг (компьютерная графика) - Rendering (computer graphics) - Wikipedia

Для трехмерной визуализации см. 3D рендеринг. Для рендеринга HTML см. движок браузера.

Различные методы рендеринга, применяемые к одной 3D-сцене

Изображение, созданное с помощью Пов-луч 3.6

Рендеринг или же синтез изображения это процесс создания фотореалистичный или же нефотореалистичный изображение из 2D или же 3D модель с помощью компьютерная программа. Полученное изображение называется оказывать. Несколько моделей могут быть определены в файл сцены содержащие объекты на строго определенном языке или структура данных. Файл сцены содержит геометрию, точку обзора, текстура, освещение, и затенение информация, описывающая виртуальную сцену. Данные, содержащиеся в файле сцены, затем передаются программе рендеринга для обработки и вывода в цифровое изображение или же растровая графика файл изображения. Термин «рендеринг» аналогичен понятию впечатление художника сцены. Термин «рендеринг» также используется для описания процесса вычисления эффектов в программе редактирования видео для получения окончательного видеовыхода.

Рендеринг - одна из основных подтем 3D компьютерная графика, и на практике он всегда связан с другими. Это последний крупный шаг в графический конвейер, придавая моделям и анимации их окончательный вид. С возрастанием сложности компьютерной графики с 1970-х годов она стала более самостоятельной темой.

Рендеринг используется в архитектура, видеоигры, тренажеры, кино и ТВ визуальный эффект, и визуализация дизайна, каждая из которых использует различный баланс функций и методов. Доступно большое количество рендереров. 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 световая физика, визуальное восприятие, математика, и разработка 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, решаются графический конвейер в устройстве визуализации, таком как GPU. Графический процессор - это специально разработанное устройство, которое помогает ЦПУ при выполнении сложных расчетов рендеринга. Если сцена должна выглядеть относительно реалистичной и предсказуемой при виртуальном освещении, программное обеспечение для визуализации должно решать уравнение рендеринга. 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 обработанный или генерируется 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 в реальном времени рендеринг часто выполняется для 3D-видеоигр и других приложений, которые должны динамически создавать сцены. 3D аппаратные ускорители может улучшить производительность рендеринга в реальном времени.

использование

Когда прообраз (а каркас эскиз обычно) завершен, используется рендеринг, который добавляет растровые текстуры или же процедурные текстуры, огни, 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.

Функции

Отрендеренное изображение можно понять с точки зрения ряда видимых функций. Рендеринг исследования и разработки был в значительной степени мотивирован 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
• Отображение текстур - способ нанесения деталей на поверхности
• Рельефное отображение - метод имитации мелкой неровности на поверхности
• Затуманивающая / участвующая среда - как тускнеет свет при прохождении через непрозрачную атмосферу или воздух
• Тени - эффект загораживающего света
• Мягкие тени - переменная темнота из-за частично затемненных источников света
• Отражение - зеркальное или очень глянцевое отражение
• Прозрачность (оптика), прозрачность (графика) или же непрозрачность - резкое пропускание света через твердые предметы
• Полупрозрачность - сильно рассеянное пропускание света через твердые объекты
• Преломление - искривление света, связанное с прозрачностью
• Дифракция - изгиб, распространение и интерференция света, проходящего через объект или отверстие, которое нарушает луч
• Непрямое освещение - поверхности, освещенные светом, отраженным от других поверхностей, а не непосредственно от источника света (также известное как глобальное освещение)
• Каустики (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, когда они находятся слишком далеко впереди или позади объекта в фокусе
• Размытость - объекты выглядят размытыми из-за высокоскоростного движения или движения камеры
• Не фотореалистичный рендеринг - рендеринг сцен в художественном стиле, напоминающих картину или рисунок

Методы

Многие рендеры алгоритмы были исследованы, и программное обеспечение, используемое для рендеринга, может использовать ряд различных методов для получения окончательного изображения.

Отслеживание каждый частица света в сцене почти всегда совершенно непрактично и требует колоссального 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 строки развертки, геометрически проецирует объекты сцены на плоскость изображения без дополнительных оптических эффектов;
• лучей рассматривает сцену как наблюдаемую с определенной точки зрения, вычисляя наблюдаемое изображение на основе только геометрии и очень основных оптических законов интенсивности отражения, и, возможно, используя Монте-Карло методы уменьшения артефактов;
• трассировка лучей аналогичен 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 вид легкой транспортной техники, лучезарность обычно не реализуется как метод рендеринга, но 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 между порядок изображений алгоритмы, которые перебирают пиксели плоскости изображения, и порядок объекта алгоритмы, которые перебирают объекты в сцене. Обычно порядок объектов более эффективен, поскольку в сцене обычно меньше объектов, чем пикселей.

Рендеринг и растеризация строк развертки

Основная статья: Растеризация

Оформление Европейский чрезвычайно большой телескоп.

Представление изображения высокого уровня обязательно содержит элементы в области, отличной от пикселей. Эти элементы называются примитивныйs. 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 подход к рендерингу попиксельный (порядок изображений) непрактичен или слишком медленный для какой-либо задачи, то подход к рендерингу «примитив за примитивом» (порядок объектов) может оказаться полезным. Здесь мы просматриваем каждый из примитивов, определяем, на какие пиксели изображения он влияет, и соответственно изменяем эти пиксели. Это называется растеризация, и это метод рендеринга, используемый всеми текущими видеокарты.

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 согласованность кеша и уменьшить избыточную работу, используя тот факт, что пиксели, занятые одним примитивом, имеют тенденцию быть смежными в изображении. По этим причинам растеризация обычно является подходом выбора, когда интерактивный требуется рендеринг; 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.

Рэй кастинг

Основная статья: Рэй кастинг

В лучей смоделированная геометрия анализируется пиксель за пикселем, строка за строкой, с точки зрения вовне, как если бы лучи падали наружу. Где объект пересекались значение цвета в точке можно оценить несколькими способами. В простейшем случае значение цвета объекта в точке пересечения становится значением этого пикселя. Цвет можно определить по карта текстуры. 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 "передаточной функции", а иногда используется напрямую.

Дополнительно можно использовать грубое моделирование оптических свойств: выполняется 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

Спиральная сфера и Джулия, деталь, компьютерное изображение, созданное художником Робертом В. МакГрегором с использованием только Пов-луч 3.6 и встроенный язык описания сцен.

Основная статья: Трассировка лучей (графика)

трассировка лучей стремится имитировать естественный поток света, интерпретируемый как частицы. Часто методы трассировки лучей используются для приближения решения к уравнение рендеринга применяя Методы Монте-Карло к нему. Некоторые из наиболее часто используемых методов: трассировка пути, двунаправленная трассировка пути, или же Легковой транспорт Метрополис, но также используются полуреалистичные методы, например 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.

В трассировка лучей распределения, в каждой точке пересечения может появиться несколько лучей. В трассировка пути однако на каждом пересечении срабатывает только один луч или ни один луч, используя статистический характер Монте-Карло эксперименты.

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 небольшая порция качественного (возможно, даже фотореалистичный ) необходимы кадры.

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 имеется оборудование для трассировки лучей с аппаратным ускорением, по крайней мере, на этапе прототипа, а также некоторые демонстрации игр, которые демонстрируют использование программного обеспечения в реальном времени или аппаратной трассировки лучей.

Лучистость

Основная статья: Radiosity (компьютерная графика)

Лучистость это метод, который пытается имитировать способ, которым непосредственно освещенные поверхности действуют как непрямые источники света, которые освещают другие поверхности. Это дает более реалистичное затенение и, кажется, лучше захватывает 'атмосфера '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 радиосигнала некоторые цифровые художники использовал технику, свободно именуемую ложное излучение затемняя области текстурных карт, соответствующие углам, стыкам и выемкам, и применяя их через самосветление или диффузное отображение 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.

Отбор проб и фильтрация

Одна проблема, с которой должна иметь дело любая система рендеринга, независимо от того, какой подход она использует, - это проблема отбора проб. По сути, процесс рендеринга пытается изобразить непрерывная функция от пространства изображения к цветам с помощью конечного числа пикселей. Как следствие Теорема выборки Найквиста – Шеннона (или теорема Котельникова), любая отображаемая пространственная форма волны должна состоять как минимум из двух пикселей, что пропорционально Разрешение 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 простой алгоритм рендеринга без какой-либо фильтрации, высокие частоты в функции изображения вызовут уродливые сглаживание присутствовать в окончательном изображении. Псевдоним обычно проявляется как неровности или неровные края объектов, на которых видна пиксельная сетка. Чтобы удалить псевдонимы, все алгоритмы рендеринга (если они должны создавать красивые изображения) должны использовать какие-то фильтр нижних частот в функции изображения для удаления высоких частот, процесс называется сглаживание.

Оптимизация

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

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.

Период, термин "физически основанный "указывает на использование физических моделей и приближений, которые являются более общими и широко распространенными за пределами рендеринга. Конкретный набор связанных методов постепенно утвердился в сообществе рендеров.

Основные концепции довольно 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

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.

${\displaystyle L_{o}(x,{\vec {w}})=L_{e}(x,{\vec {w}})+\int _{\Omega }f_{r}(x,{\vec {w}}',{\vec {w}})L_{i}(x,{\vec {w}}')({\vec {w}}'\cdot {\vec {n}})\mathrm {d} {\vec {w}}'}$

Значение: в определенном положении и направлении исходящий свет (L_о) представляет собой сумму излучаемого света (L_е) и отраженный свет. Отраженный свет складывается из падающего света (L_я) со всех сторон, умноженное 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 коэффициента отражения

В функция двунаправленного распределения коэффициента отражения (BRDF) выражает простую модель взаимодействия света с поверхностью следующим образом:

${\displaystyle f_{r}(x,{\vec {w}}',{\vec {w}})={\frac {\mathrm {d} L_{r}(x,{\vec {w}})}{L_{i}(x,{\vec {w}}')({\vec {w}}'\cdot {\vec {n}})\mathrm {d} {\vec {w}}'}}}$

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

Геометрическая оптика

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 по цветам Компакт-диски и DVD ) и поляризации (как видно на ЖК-дисплеи ). Оба типа эффектов, если необходимо, создаются путем корректировки модели отражения с учетом внешнего вида.

Визуальное восприятие

Хотя ему уделяется меньше внимания, понимание зрительное восприятие человека ценно для рендеринга. Это происходит главным образом потому, что отображение изображений и человеческое восприятие имеют ограниченные диапазоны. Средство визуализации может имитировать почти бесконечный диапазон яркости и цвета света, но текущие дисплеи - киноэкран, компьютерный монитор и т. Д. - не могут справиться с такими большими объемами, и что-то нужно 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. Эта связанная тема отображение тонов.

Математика, используемая при рендеринге, включает: линейная алгебра, исчисление, вычислительная математика, обработка сигналов, и Методы Монте-Карло.

Рендеринг фильмов часто происходит в сети тесно связанных компьютеров, известной как рендеринг фермы.

Электрический ток^{[когда? ]} современное описание трехмерных изображений для создания фильмов - это Ментальный луч язык описания сцены разработан в Ментальные образы и RenderMan Shading Language разработан в Pixar^[2] (сравните с более простыми форматами файлов 3D, такими как VRML или же API Такие как OpenGL и DirectX адаптирован для аппаратных 3D-ускорителей).

Другие средства визуализации (включая проприетарные) могут и иногда используются, но большинство других средств визуализации, как правило, пропускают одну или несколько часто необходимых функций, таких как хорошая фильтрация текстур, кэширование текстур, программируемые шейдеры, высокотехнологичные типы геометрии, такие как волосы, подразделение или нурбирует поверхности с тесселяцией по запросу, кешированием геометрии, трассировкой лучей с кешированием геометрии, высокое качество отображение теней, скорость или беспатентные реализации. Другие высоко востребованные функции в наши дни могут включать интерактивные фотореалистичный рендеринг (IPR) и аппаратный рендеринг / затенение.

Хронология важных опубликованных идей

Оформление ESTCube-1 спутник

• 1968 Рэй кастинг^[3]
• 1970 Рендеринг строки сканирования^[4]
• 1971 Затенение по Гуро^[5]
• 1973 Затенение по Фонгу^[6][7]
• 1973 Отражение Фонга^[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]
• 1976 Отображение окружающей среды^[11]
• 1977 Блинн штриховка^[12]
• 1977 Боковая прокрутка^[13]
• 1977 Теневые объемы^[14]
• 1978 Отображение теней^[15]
• 1978 Отображение рельефа^[16]
• 1979 Карта плитки^[17]
• 1980 BSP деревья^[18]
• 1980 трассировка лучей^[19]
• 1981 Прокрутка с параллаксом^[20]
• 1981 Масштабирование спрайта^[21]
• 1981 Готовить шейдер^[22]
• 1983 Карты MIP^[23]
• 1984 Octree трассировка лучей^[24]
• 1984 Альфа-композитинг^[25]
• 1984 Распределенная трассировка лучей^[26]
• 1984 Лучистость^[27]
• 1985 Прокрутка строки / столбца^[28]
• 1985 Hemicube лучезарность^[29]
• 1986 Отслеживание источника света^[30]
• 1986 Уравнение рендеринга^[31]
• 1987 Рендеринг Рейеса^[32]
• 1988 Кий глубины^[33]
• 1988 Расстояние туман^[33]
• 1988 Плиточный рендеринг^[33]
• 1991 Линия Xiaolin Wu сглаживание^[34][35]
• 1991 Иерархическое излучение^[36]
• 1993 Фильтрация текстур^[37]
• 1993 Коррекция перспективы^[38]
• 1993 Преобразование, обрезка и освещение^[39]
• 1993 Направленное освещение^[39]
• 1993 Трилинейная интерполяция^[39]
• 1993 Z-отбраковка^[39]
• 1993 Коэффициент отражения Орен – Наяра^[40]
• 1993 Отображение тонов^[41]
• 1993 Подповерхностное рассеяние^[42]
• 1994 Окклюзия окружающей среды^[43]
• 1995 Определение скрытой поверхности^[44]
• 1995 Фотонное отображение^[45]
• 1996 Мультисэмпловое сглаживание^[46]
• 1997 Легковой транспорт Метрополис^[47]
• 1997 Мгновенное излучение^[48]
• 1998 Удаление скрытой поверхности^[49]
• 2000 Поза деформации пространства^[50]
• 2002 Предварительно рассчитанная передача сияния^[51]

Смотрите также

• 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 3D компьютерной графике
• Графический конвейер - 3D рендеринг
• Карта высот
• Рендеринг с высоким динамическим диапазоном
• Моделирование и рендеринг на основе изображений
• Размытость
• Не фотореалистичный рендеринг
• Нормальное отображение
• Алгоритм художника
• Физический рендеринг - Техника компьютерной графики
• Предварительный рендеринг
• Обработчик растровых изображений
• Лучистость - Метод рендеринга компьютерной графики с использованием диффузного отражения
• трассировка лучей - метод рендеринга
• Компьютерная графика в реальном времени
• Рейес
• Отрисовка строки развертки / алгоритм строки развертки - метод рендеринга изображения 3D компьютерной графики
• Программный рендеринг
• Sprite (компьютерная графика) - Курс 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

Рекомендации

1. «Релятивистская трассировка лучей: имитация визуального представления быстро движущихся объектов». 1995 г. CiteSeerX  10.1.1.56.830.
2. Рагхавачари, Саты (30 июля 2006 г.). «Краткое введение в RenderMan». ACM SIGGRAPH 2006 Курсы на - SIGGRAPH '06. ACM. п. 2. Дои:10.1145/1185657.1185817. ISBN  978-1595933645. S2CID  34496605. Получено 7 мая 2018 - через dl.acm.org.
3. Аппель, А. (1968). «Некоторые техники для машинной штриховки твердых тел» (PDF). Материалы весенней совместной компьютерной конференции. 32. С. 37–49. В архиве (PDF) из оригинала от 13.03.2012.
4. Букнайт, В. Дж. (1970). «Процедура создания трехмерных полутоновых презентаций компьютерной графики». Коммуникации ACM. 13 (9): 527–536. Дои:10.1145/362736.362739. S2CID  15941472.
5. Гуро, Х. (1971). «Непрерывное затемнение криволинейных поверхностей» (PDF). Транзакции IEEE на компьютерах. 20 (6): 623–629. Дои:10.1109 / t-c.1971.223313. Архивировано из оригинал (PDF) на 02.07.2010.
6. Школа вычислительной техники Университета Юты, http://www.cs.utah.edu/school/history/#phong-ref В архиве 2013-09-03 на Wayback Machine
7. Фонг, Би-Ти (1975). «Освещение для компьютерных изображений» (PDF). Коммуникации ACM. 18 (6): 311–316. CiteSeerX  10.1.1.330.4718. Дои:10.1145/360825.360839. S2CID  1439868. Архивировано из оригинал (PDF) 27 марта 2012 г.
8. Буй Туонг Фонг, Подсветка компьютерных изображений В архиве 2016-03-20 в Wayback Machine, Сообщения ACM 18 (1975), вып. 6, 311–317.
9. Путас. «Дорога в дом 3д». vintage3d.org. В архиве с оригинала 15 декабря 2017 г.. Получено 7 мая 2018.
10. Катмелл, Э. (1974). Алгоритм разделения для компьютерного отображения криволинейных поверхностей (PDF) (Кандидатская диссертация). Университет Юты. Архивировано из оригинал (PDF) на 2014-11-14. Получено 2011-07-15.
11. Блинн, Дж.; Ньюэлл, М. (1976). «Текстура и отражение в компьютерных изображениях». Коммуникации ACM. 19 (10): 542–546. CiteSeerX  10.1.1.87.8903. Дои:10.1145/360349.360353. S2CID  408793.
12. Блинн, Джеймс Ф. (20 июля 1977 г.). «Модели отражения света для изображений, синтезированных на компьютере». ACM SIGGRAPH Компьютерная графика. 11 (2): 192–198. Дои:10.1145/965141.563893 - через dl.acm.org.
13. «Бомбер - видеоигра от Sega». www.arcade-museum.com. Архивировано из оригинал 17 октября 2017 г.. Получено 7 мая 2018.
14. Crow, F.C. (1977). «Алгоритмы теней для компьютерной графики» (PDF). Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1977). 11. С. 242–248. Архивировано из оригинал (PDF) на 2012-01-13. Получено 2011-07-15.
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. Блинн, Дж. (1978). Моделирование морщинистых поверхностей (PDF). Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1978). 12. С. 286–292. В архиве (PDF) из оригинала от 21.01.2012.
17. Вольф, Марк Дж. П. (15 июня 2012 г.). Перед аварией: история ранних видеоигр. Издательство Государственного университета Уэйна. ISBN  978-0814337226. Получено 7 мая 2018 - через Google Книги.
18. Фукс, Х.; Кедем, З.М.; 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. Дои:10.1145/358876.358882. S2CID  9524504.
20. Пуркару, Богдан Ион (13 марта 2014 г.). «Игры против оборудования. История компьютерных игр: 80-е». Пуркару Ион Богдан. Получено 7 мая 2018 - через Google Книги.
21. «Система 16 - Sega VCO Object Hardware (Sega)». www.system16.com. Архивировано из оригинал 5 апреля 2016 г.. Получено 7 мая 2018.
22. Кук, Р.; Торранс, К. (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 параметры. Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1983). 17. С. 1–11. CiteSeerX  10.1.1.163.6298.
24. Гласснер, А. (1984). «Космическое подразделение для быстрой трассировки лучей». Компьютерная графика и приложения IEEE. 4 (10): 15–22. Дои:10.1109 / мкг.1984.6429331. S2CID  16965964.
25. Портер, Т .; Дафф, Т. (1984). Создание цифровых изображений (PDF). Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1984). 18. С. 253–259. В архиве (PDF) из оригинала от 16.02.2015.
26. Кук, Р.; Портер, Т .; Карпентер, Л. (1984). Распределенная трассировка лучей (PDF). Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1984). 18. С. 137–145.^{[постоянная мертвая ссылка ]}
27. Горал, К.; Торранс, К.; Гринберг, Д.; 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 оригинал на 2016-03-04. Получено 2016-08-08.
29. Коэн, М.Ф.; Гринберг, Д. (1985). Hemi-cube: решение для защиты от излучения для сложных сред (PDF). Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1985). 19. С. 31–40. Дои:10.1145/325165.325171. Архивировано из оригинал (PDF) на 2014-04-24. Получено 2020-03-25.
30. Арво, Дж. (1986). Обратная трассировка лучей. SIGGRAPH 1986 Достижения в примечаниях к курсу трассировки лучей. CiteSeerX  10.1.1.31.581.
31. Каджиа, Дж. (1986). Уравнение рендеринга. Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1986). 20. С. 143–150. CiteSeerX  10.1.1.63.1402.
32. Кук, Р.; Карпентер, Л.; Катмелл, Э. (1987). Архитектура рендеринга изображений Рейеса (PDF). Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1987). 21. С. 95–102. В архиве (PDF) из оригинала от 15.07.2011.
33. «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2014-10-03. Получено 2014-10-02.
34. У, Сяолинь (июль 1991 г.). Эффективный метод сглаживания. Компьютерная графика. 25. С. 143–152. Дои:10.1145/127719.122734. ISBN  978-0-89791-436-9.
35. У, Сяолинь (1991). «Быстрая генерация сглаженных кругов». В Джеймсе Арво (ред.). Графика Gems II. Сан-Франциско: Морган Кауфманн. С. 446–450. ISBN  978-0-12-064480-3.
36. Ханрахан, П.; Зальцман, Д.; Опперле, Л. (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 г. В архиве из оригинала 16 марта 2018 г.. Получено 7 мая 2018.
38. «Система 16 - оборудование Sega Model 2 (Sega)». www.system16.com. В архиве из оригинала 21 декабря 2010 г.. Получено 7 мая 2018.
39. «Система 16 - оборудование Namco Magic Edge Hornet Simulator (Namco)». www.system16.com. В архиве из оригинала 12 сентября 2014 г.. Получено 7 мая 2018.
40. М. Орен, С.К. Наяр "Обобщение модели отражения Ламберта. В архиве 2010-02-15 в Wayback Machine ". SIGGRAPH. Pp.239-246, июль 1994 г.
41. Тамблин, Дж.; Рашмайер, Е. (1993). «Воспроизведение тона для реалистичных компьютерных изображений» (PDF). Компьютерная графика и приложения IEEE. 13 (6): 42–48. Дои:10.1109/38.252554. S2CID  6459836. В архиве (PDF) из оригинала от 08.12.2011.
42. Ханрахан, П.; Крюгер, В. (1993). Отражение от слоистых 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. Дои:10.1145/192161.192244. ISBN  978-0897916677. S2CID  15271113. Получено 7 мая 2018 - через dl.acm.org.
44. «Архивная копия» (PDF). В архиве (PDF) из оригинала на 2016-10-11. Получено 2016-08-08.
45. Дженсен, Х.В.; Кристенсен, штат 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. Дои:10.1016 / 0097-8493 (94) 00145-о.
46. «Система 16 - Sega Model 3 Step 1.0 Hardware (Sega)». www.system16.com. В архиве из оригинала 6 октября 2014 г.. Получено 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. Келлер, А. (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. Lewis, J. P .; 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. Дои:10.1145/344779.344862. ISBN  978-1581132083. S2CID  12672235 - через dl.acm.org.
51. Слоан, П.; Каутц, Дж.; 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 оригинал (PDF) на 24.07.2011.

дальнейшее чтение

• 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 реалистичный синтез изображения (3-е изд.). Бостон, штат Массачусетс [u.a.]: Academic Press Professional. ISBN  978-0-12-178270-2.
• Филип Дютре; Бекарт, Филипп; Бала, Кавита (2003). Расширенное глобальное освещение ([Online-Ausg.] Ред.). Натик, Массачусетс: А. К. Питерс. 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 [u.a.]: 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: А. К. Питерс. ISBN  978-1-56881-133-8.
• Дженсен, Хенрик Ванн (2001). Синтез реалистичного изображения с использованием фотонного картирования ([Nachdr.] Ред.). Натик, Массачусетс .: AK Peters. ISBN  978-1-56881-147-5.
• Фарр, Мэтт; Хамфрис, Грег (2004). Физический рендеринг от теории к 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). Не фотореалистичное 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. Дои:10.1145/192161.192286. ISBN  0897916670. S2CID  2487835.

внешняя ссылка

• Журнал рендеринга GPU, онлайн-журнал CGI о преимуществах рендеринга на GPU
• СИГГРАФ Группа особого интереса ACM в области графики - 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 г.) документы с сигграфами (и некоторые другие) в сети.