¿Qué es Rendering?

Si eres nuevo en 3D, ¿podrías haberte preguntado qué es exactamente el rendering? Para los recién iniciados en diseño 3D puede que les suene a chino.

La definición es bastante sencilla, es el proceso informático de generar una imagen o vídeo en 3D. Pero vamos a tratar de explicártelo con más profundidad.

 

Podemos decir, con analogía a la fotografía convencional, que es similar al proceso de revelar e imprimir las fotografías.

Cuando desarrollamos una imagen o escena en ·D lo que estamos haciendo en realidad es una representación matemáticas de puntos y superficies (más concretamente vértices y polígonos) en un espacio tridimensional.

El renderizado son los cálculos necesarios que debe hacer el software 3D para traducir esa información en una imagen o una película.

Durante el proceso, la información espacial, de textura y de iluminación de toda la escena se combinan para determinar el valor de color de cada píxel en la imagen o vídeo resultante.

Tipos de procesamiento:

Hay dos tipos principales de representación, siendo su principal diferencia la velocidad a la que se calculan y finalizan las imágenes.

– A tiempo real u online: La renderización en tiempo real se utiliza con mayor prominencia en juegos y gráficos interactivos, donde las imágenes deben calcularse a partir de información 3D a un ritmo increíblemente rápido.

  • Interactividad: Debido a que es imposible predecir exactamente cómo un jugador interactuará con el entorno del juego, las imágenes se deben representar en «tiempo real» a medida que se desarrolla la acción.
  • Velocidad: Para que el movimiento aparezca fluido, se debe representar un mínimo de 18 a 20 fotogramas por segundo en la pantalla. Cualquier velocidad inferior a esa nos dará la sensación de que la imagen se queda estancada.
  • Los métodos: La renderizacion a tiempo real se mejora considerablemente si el ordenador cuenta con una tarjeta gráfica dedicada (GPUs), y mediante la precompilación de la mayor cantidad de información posible. Una gran cantidad de información de iluminación de un entorno del juego es pre-calculada y «volcada» directamente en los archivos de textura del entorno para mejorar la velocidad de procesamiento.

– Offline o Pre-Rendering: La renderización offline se utiliza en situaciones donde la velocidad es menos problemática, con los cálculos típicamente realizados usando CPUs de varios núcleos en lugar de hardware gráfico dedicado.

  • Duración: Este tipo de render usa con más frecuencia en trabajos de animación y efectos visuales donde la complejidad visual y el fotorealismo deben tener un nivel mucho más alto. Por este motivo no se pude predecir un tiempo de renderizado concreto, en grandes estudios se ha llegado a contabilizar hasta 90 horas de tiempo para un sólo fotograma.
  • Fotorrealismo: Debido a que la representación offline se produce dentro de un marco de tiempo abierto, se pueden lograr mayores niveles de fotorrealismo que con la representación en tiempo real. Los personajes, los entornos y sus texturas y luces asociadas suelen permitir un mayor número de polígonos y archivos de textura de resolución de 4k (o superior).

Técnicas de renderizado:

Hay tres técnicas principales. Cada una tiene sus ventajas y desventajas, lo cual las hace viables cada una de ellas dependiendo de la situación.

  • Rasterización: Se usa cuando la velocidad es crucial, lo que la convierte en la técnica necesaria para renderizar en tiempo real con gráficos interactivos. En lugar de representar una imagen en píxeles realmente se representan polígonos. La combinación de rasterizacion con precompilados hace que se puedan alcanzar hasta 60 fotogramas por segundo de velocidad, claro que si tu equipo cuenta con una tarjeta gráfica de gama alta. ;-p.
  • Raytracing o trazado de rayos: En raytracing, para cada píxel de la imagen o escena final, se calculan los rayos de luz que atraviesan desde una cámara hasta el objeto 3D más cercano. Cada rayo de luz realizará un número determinado de «rebotes», debido a reflexiones o refraxiones dependiendo de los materiales establecidos en el diseño 3D. El color de cada píxel se calcula algorítmicamente basado en la interacción del rayo de luz con los objetos situados en su trayectoria. Esta técnica es capaz de un mayor fotorealismo pero es exponencialmente más lento.
  • Renderizado de radiosidad (raytracing): A diferencia del anterior los cálculos son independientes a la cámara y está orientada a la superficie en lugar de a pixel por pixel. Se trata de simular con mayor precisión el color de la superficie al considerar la iluminación indirecta (luz difusa rebotada). La radiosidad se caracteriza típicamente por sombras graduadas suaves y expansión del color, es decir que tal como ocurre en la realidad cuando la luz reflecta en los objetos estos contaminan de color superficies cercanas.
  • En la práctica, estas dos últimas técnicas se usan a menudo conjuntamente, usando las ventajas de cadauna para alcanzar niveles impresionantes del fotorealismo.

Software de renderizado

Aunque la renderización se basa en cálculos increíblemente sofisticados, el software de hoy en día ofrece parámetros fáciles de entender que hacen que un artista nunca tenga que lidiar con las matemáticas subyacentes. Cada software 3D incluye un motor de renderizado y la mayoría de ellos contienen paquetes de material e iluminación que hacen posible alcanzar impresionantes niveles de fotorrealismo.

Los dos motores de render más comunes son:

  • Mental Ray – Empaquetado con Autodesk Maya. Este es increíblemente versátil, relativamente rápido y probablemente el procesador más competente para imágenes de personajes las cuales necesitan dispersión subsuperficial. Utiliza una combinación de radiosidad (raytracing) y de «iluminación global» (radiosity).
  • V-Ray – Normalmente utiliza en conjunto con 3DS Max, lo que lo hace absolutamente incomparable para imágenes arquitectónicas. Las ventajas principales sobre el anterior en este aspecto son sus herramientas de iluminación y la extensa biblioteca de los materiales para arquitectura.

 

 

Hemos tratado de hacer una breve descripción sobre renderizado, es un tema muy interesante aunque muy técnico.

1 comentario en “¿Qué es Rendering?

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