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Rendering-Pipeline erstellt am: 07.02.2005 geändert am: 10.04.2006 Modul-ID: 9632 Vorbemerkung / Rendering-Pipeline
Die Prozesse der Rendering-Pipeline Alle Kapitel anzeigen
3D-Grafik Rendering Rendern Rendering-Pipeline
Bei der Rendering-Pipeline bzw. Grafik-Pipeline handelt es sich um eine Beschreibung der einzelnen Verarbeitungsschritte und Zwischenergebnisse vom 3d-Objekt bis hin zum fertigen Bild. Die Beschreibung einer Szene im dreidimensionalen Raum wird einer zweidimensionalen Projektion auf einer Bildoberfläche zugeordnet. Dabei werden einzelne Arbeitsschritte zeitlich nacheinander abgearbeitet. Viele dieser Prozesse kann die Grafikhardware erledigen. Aufwendige Berechnungen wie Raytracing und Radiosity müssen im Softwarerenderer berechnet werden. Bei einer interaktiven 3d-Grafik bzw. Echtzeitgrafik wie z.B. div. 3d-Computerspiele bzw. auch die Darstellung im 3d-Fenster in einem 3d-Programm werden die Arbeitsschritte in der Grafikhardware berechnet. Die Rendering-Pipeline beschreibt allgemeine Verarbeitungsschritte für Hardware- und Softwarerendering.
Die Abläufe in der Rendering-Pipeline können in zwei verschiedene Prozesse eingeteilt werden.
Geometrischer Prozess: Der geometrische Prozess umfasst Operationen wie das Transformieren von 3d-Daten auf eine 2d-Ebene.
Algorithmische Prozesse: Algorithmische Rendering-Prozesse schließen Vorgänge wie Schattierung und Textur-Mapping ein und sind deutlich kostenintensiver als die geometrischen Operationen. Viele dieser Operationen können derzeit nicht durch die Grafikkarte berechnet werden.
(a) Hypershade: In Editoren wie der Hypershade in Maya oder der Material Editor in 3ds max werden Oberflächeneigenschaften definiert.
Bitmap-Texturen, Prozedurale Texturen, Projektionsarten, sogenannte Utilities und Materialeigenschaften werden in diesen Editoren miteinander verknüpft. Dargestellt ist das Material bzw. Shading Network der Tischoberfläche: Drei Texturen, eine Holztextur, eine Textur mit Kaffeerändern und eine Prozedurale Textur (Störungstextur für zufällige Verunreinigungen) werden mit einem Blinn-Material verknüpft. Über zwei Projektionswerkzeuge gehen die Informationen in die Kanäle des Materials. Die Tischtextur geht in den Farbkanal, die anderen zwei Texturen gehen in den Diffuse-Kanal.
(b) Interaktive 3d-Grafik: Drahtgitterdarstellung
(d) Interaktiv 3d-Grafik: Schattierte Darstellung.
Schattierungen, Spiegelnde Schattierungen wie bei der Tasse und Texturinformationen können dargestellt. Üblicherweise wird in einem 3d-Fenster in einer 3d-Software aus Performancegründen meist nur 1 Kanal dargestellt. Durch spezielle Hardware Shader und Grafikkarten können auch mehrere Kanäle eines Materials dargestellt werden. Rechenintensive Berechnungen wie Spiegelungen, Schatten und Spezialeffekte können nicht dargestellt werden.
(c) Rendering: Ein durch die Software berechnetes Pixel- oder Vectorrendering mit Spezialeffekten wie Schatten, Globale Beleuchtung, Spiegelungen und Lichtbrechungen. Die Dauer der Berechnung der Bilddatei hängt von den Rendereinstellungen ab.
erstellt von: Jürgen Hagler erstellt am: 09.10.2004 geändert am: 10.04.2006 Beleuchtung und Schattierung / Allgemein
Beleuchtungsmodelle, Schattierungstechniken
Koordinatenräume in der Rendering-Pipeline
Koordinatenräume in der Rendering-Pipeline: Lokaler Koordinatenraum, Weltkoordinatenraum, Ansichtsraum