圖形渲染

圖形渲染是通過計算機算法和技術將三維（3D）模型轉換為可以在二維（2D）顯示屏上查看的圖像的過程。

概述

圖形渲染是計算機圖形學中的一個核心過程，包括生成視頻遊戲、虛擬實境、動畫和其他虛擬視覺內容的圖像。渲染過程通常需要考慮光照、材質、陰影、反射等多個因素，以創造出真實感或預期效果的可視圖像。

渲染過程

• 幾何階段：處理3D模型和場景中的幾何體，包括變換、裁剪和投影。
• 光柵化階段：將幾何體轉換為像素，通常包括紋理映射、光照計算等步驟。
• 輸出階段：將最終的像素數據輸出到屏幕或文件。

渲染技術

• 實時渲染：強調圖像生成的速度，用於視頻遊戲和交互式媒體。
• 預渲染：強調圖像的質量和詳細程度，常用於電影和動畫製作。

渲染算法

• 光柵化渲染：通過計算每個像素的顏色和亮度來創建圖像，常用於實時渲染。
• 光線追蹤渲染：通過模擬光線與物體的相互作用來生成圖像，強調真實感和高質量的輸出。
• 路徑追蹤渲染：通過模擬光線路徑和多次反射來生成圖像，常用於超高真實感的圖像生成。

應用

• 視頻遊戲
• 電影和動畫
• 虛擬實境
• 建築可視化

挑戰

目前的圖形渲染面臨著在保持或提高圖像質量的同時提高渲染效率的挑戰，尤其在實時渲染和大規模場景渲染中。

參見

• 計算機圖形學
• 三維建模
• 光線追蹤
• 圖像渲染

參考資料

[1] "Computer Graphics: Principles and Practice" by John F. Hughes, Andries van Dam, Morgan McGuire, et al.

[2] "Real-Time Rendering" by Tomas Akenine-Möller, Eric Haines, Naty Hoffman.