O que é um Render?

O termo Rendering (renderização) refere-se ao processo que permite obter imagens digitais resultantes de modelos tridimensionais, por meio de softwares específicos.

Processamento de CPU

A renderização em CPU (às vezes chamada de “pré-renderização”) ocorre quando um computador usa a CPU como o principal componente dos cálculos. É uma técnica preferida por estúdios de cinema e artistas de renderização arquitetônica. Isso se deve à sua precisão na captura de imagens fotorrealistas e ao fato de que os tempos de quadro não são importantes nesses campos.

Embora os tempos de renderização possam variar muito e se tornar muito longos. Uma cena com luz uniforme e materiais de forma simples pode ser renderizada em segundos. Mas modelos complexos de iluminação e HDRI podem levar horas para serem renderizados.

Um exemplo extremo disso é o filme da Pixar (2001) Monsters Inc. O personagem principal Sully tinha aproximadamente 5, milhões de fios de cabelo, o que significava que as cenas com ele na tela levavam até 13 horas para renderizar por quadro! Para evitar esses longos tempos de quadro, muitos dos principais estúdios usam o modo de imagem.

Um farm de imagens é um grande grupo de computadores ou servidores poderosos que podem renderizar vários quadros ao mesmo tempo ou, às vezes, uma imagem é dividida em partes que renderizam cada parte da sala. Isso ajuda a reduzir o tempo geral de renderização. Também é possível fazer efeitos mais precisos com a ajuda do processador.

Isso inclui técnicas como:

Ray Tracing

Aqui, cada pixel na imagem final é considerado uma partícula de luz que é simulada para interagir com objetos na cena. É ótimo para criar cenas realistas com reflexos e sombras aprimorados, mas requer muito poder de computação.

No entanto, com os recentes avanços na tecnologia de GPU nas placas da série 2000 da NVIDIA, o ray tracing como método de renderização pode entrar nos jogos baseados em GPU nos próximos anos.

Path Tracing

O rastreamento de caminho calcula a imagem final determinando como a luz atinge um ponto específico na superfície de sua visão e quanto é então refletido de volta para a câmera de fenda. Ele repete essa renderização final para cada pixel.

Essa é considerada a melhor maneira de obter fotorrealismo na imagem final.

Photon Mapping

O computador emite “fótons” (neste caso, um feixe de luz) da câmera e de qualquer fonte de luz usada para calcular a cena final.

Ele usa valores aproximados para economizar poder de computação, mas você pode ajustar o número de fótons para obter resultados mais precisos.

O uso desse método é adequado para simular substâncias corrosivas porque a luz é refratada através de superfícies transparentes.

Radiosidade

A radioatividade é semelhante ao rastreamento de caminho, exceto que apenas simula as luzes refletidas de uma superfície difusa na câmera.

Ele também considera as fontes de luz que já rebateram em outras superfícies do objeto. Isso torna mais fácil para a iluminação preencher toda a cena e simular sombras suaves realistas.

Renderização GPU

Renderização por GPU (usada para renderização em tempo real) é quando o computador usa uma GPU como o recurso principal para cálculos.

Esse tipo de renderização é geralmente usado em videogames e outros aplicativos interativos onde você precisa renderizar de 30 a 120 frames por segundo para obter uma experiência suave.

Para obter esse resultado, a renderização em tempo real não pode usar algumas das opções computacionais avançadas mencionadas anteriormente. Portanto, muito disso é adicionado no pós-processamento usando aproximações. Outros efeitos são usados para enganar o olho, fazendo com que as coisas pareçam mais suaves, como o desfoque de movimento.

Devido ao rápido avanço da tecnologia e aos desenvolvedores que criam métodos computacionalmente mais baratos para ótimos resultados de renderização, as limitações da renderização por GPU estão rapidamente se tornando história. É por isso que os jogos e mídias semelhantes ficam melhores a cada nova geração de console.

À medida que os chipsets e o conhecimento do desenvolvedor melhoram, também aumentam os resultados gráficos. A renderização da GPU nem sempre precisa ser usada em tempo real, pois também é válida para fazer renderizações mais longas.

É bom para lançar aproximações de renderizações finais de forma relativamente rápida para que você possa ver como a cena final está parecendo sem ter que esperar horas para uma renderização final. Isso o torna uma ferramenta muito útil no fluxo de trabalho 3D durante a configuração de iluminação e texturas.

Motores de Render

Existem dezenas de motores de renderização no mercado e pode ser difícil decidir qual usar. Qualquer software 3D que você usar para seu fluxo de trabalho virá com seu próprio mecanismo de renderização integrado.

Eles geralmente são bons para aprender os fundamentos da renderização e podem ser usados para obter bons resultados finais. Mas eles podem ser limitantes em comparação com muitos mecanismos incríveis de renderização de terceiros.

Aqui estão alguns exemplos que valem a pena examinar:

V-Ray

O V-Ray é um motor muito comum. É capaz de usar renderização de CPU e GPU, por isso é muito flexível e está disponível para Maya, Blender e quase todas as outras suítes 3D por aí.

Corona

Corona é outro motor muito usado por visualizadores arquitetônicos. É muito poderoso, mas só está disponível para 3DS Max e Cinema 4D.

RenderMan

RenderMan é desenvolvido e usado pelos estúdios da Pixar para todos os seus filmes. Também é usado por muitos outros grandes estúdios de cinema. Ele pode ser usado como um plug-in diretamente com o Maya ou como um produto autônomo em computadores Windows, Mac e Linux.

Normalmente, você só precisa aprender um mecanismo de renderização e, uma vez que entenda seu fluxo de trabalho, ele pode ser usado para obter qualquer efeito desejado.