В статье приводится анализ организации процесса рендера изображений в две стадии как способа обеспечения управляемости процессом рендера и завершения его в назначенный срок. Выделяются стадии: основной рендер всей сцены и последующий рендер отдельных участков для улучшения их качества.
Ключевые слова: 3D-модель, рендер, вторичное освещение.
Программные продукты для построения 3D-моделей обладают различными возможностями для получения реалистичных изображений. В значительной степени реалистичность изображения в большой степени создается за счет верной постановки света и расчета естественных явлений, присущих распространению света.
Например, для программы Autodesk 3DS Max имеются различные рендеры рассчитывающие вторичное освещение т. е. освещение объектов за счет отраженного света от поверхности соседних объектов. За счет учета вторичного освещения изображения получают больший реализм и естественность по сравнению с обычными способами рендера.
Презентационные материалы такого качества уже давно стали обычным уровнем представления архитектурных проектов. Для тех кто хочет соответствовать этому уровню необходимо применять рендеры воспроизводящие естественное распространения света в проекте.
При явных преимуществах учета вторичного освещения есть существенный недостаток — значительная продолжительность процесса рендера. Естественно, что при определенном опыте работы время рендера прогнозируется, но вероятность того, что финальный рендер не уложится в сроки достаточна велика. Поэтому, в ситуации когда даже небольшое превышение времени работы над проектом недопустимо, использование рендеров с учетом вторичного освещения может стать не рациональным.
Даже современное состояние развития компьютерной техники не может сделать рендеринг с учетом вторичного освещения не продолжительным из-за сложности алгоритмов расчета. Тем не менее, при правильной организации возможно сделать процесс рендера управляемым и прогнозируемым и обеспечить качественные результаты без нарушения сроков работы над проектом.
Обуславливающим эту возможность фактором является изменяемость параметров рендеринга от которых зависит качество и время тонирования изображений. Процесс рендера в этом случае состоит из двух стадий:
- рендер всей сцены в качестве основы;
- рендер отдельных фрагментов изображения, для улучшения их качества.
На первой стадии стоит задача получения изображения всей сцены с приемлемым качеством для большинства участков изображения. Именно исходя из сложности этих участков сцены, которые занимают основную площадь изображения и назначаются параметры рендера. При этом задаваемые параметры должны быть таковы, чтобы после основного рендера имелся остаток времени для второй стадии работы.
После основного рендера, полученное изображение имеет заданный определенный уровень качества с отдельными участками, которые требуют улучшения путем повторного тонирования с повышенными параметрами качества рендера.
На второй стадии проводится повторный рендеринг сложных участков, качество который необходимо повысить до основного уровня. Из-за возможной нехватки времени на улучшение всех участков, имеет смысл начинать с наиболее значимых. Принципиально, что на второй стадии производится рендер не всего изображения, а именно отдельных участков. Это позволяет не расходовать время на повторение расчета мест, качество которых уже устраивает. Суть второго этапа состоит в последовательных рендерах отдельных участков сцены с повышенными параметрами качества. Процесс улучшения качества отдельных участков изображения продолжается до тех пор, пока на очередной рендер не потребуется больше времени, чем осталось.
После проведенной серии рендеров и простого наложения частей на основное изображение итоговая картинка архитектурного объекта получает требуемый уровень качества.
Участки требующие улучшения и повторного рендера это как правило места 3D-модели освещенные преимущественно вторичным освещением. Они достаточно точно выявляются при анализе 3D-модели и определении параметров для основного рендера.
На рисунке схематично показан описанный процесс рендера в несколько стадий (вариант Б) в сравнении с обычным рендером без деления на стадии (вариант А). Наличие последних коротких стадий рендера отдельных участков изображения, для доведения их качества до приемлемого уровня, позволяет не выходить за рамки отведенного на работу времени и заканчивать рендер имея финальное изображения с максимально возможным в данных условиях качесвом.
Рис. 1. Варианты организации процесса рендера
1 - рендер всего изображения с высоким качеств; 2 - рендер всего изображения со средним качеством; 3 - рендер отдельных фрагментов изображения с высокими качеством
Такой принцип организации рендера изображений (рендер со средним уровнем качества и последующее улучшение отдельных участков) применим не только к расчету вторичного освещения в сцене, но и другим параметрам, которые могут существенно влиять на качество получаемых изображений и скорость рендера. Так, например, возможно подвергать изменению параметры материалов, что может также придать процессу рендера управляемый характер по времени.
Исходя из выше сказанного следует, что тонирование изображений в две стадии позволяет не превышать заданное время разработки проекта из-за долгого рендера всего изображения целиком с изначально высокими параметрами качества.
Но следует помнить, что описанная организация работы может не приводить к сокращению времени рендера в сравнении с вариантом однократного просчета всего изображения целиком с качественными настройками для всех участков сцены. Общее время рендера одних и тех же мест при повышении их качества может превысить сэкономленное время за счет проведения рендера в две стадии. В этом случае это будет цена за отсутствие рисков не закончит единственный финальный рендер в назначенный срок и не иметь в результате ничего, несмотря на то, что значительная часть работы по созданию 3D-модели выполнена.
Еще одна особенность организации и проведения рендера в два этапа — необходимость непосредственного участия в процессе и его управлением. Выявление участков для более качественного рендера, корректировка параметров рендера, отсмотр полученных изображений участков и совмещение их с основным изображением требуют непосредственного участия исполнителя. Но именно за счет этого процесс рендера становится управляемым и может быть завершен в назначенное время с максимальным результатом.
