Значение слова РЕНДЕРИНГ. Что такое РЕНДЕРИНГ?

Терминология

Рендеринг

  • SSR: Server-Side Rendering — рендеринг в HTML клиентского или универсального приложения на сервере.

  • CSR: Client-Side Rendering — рендеринг приложения в браузере, обычно используя DOM

  • Rehydration (регидратация): «загрузка» JavaScript отображениий на клиенте таким образом, чтобы они повторно использовали отрендеренное на сервере DOM-дерево и данные HTML-а

  • Prerendering (пре-рендеринг): выполнение клиентского приложения во время сборки для захвата его начального состояния в виде статического HTML.

Performance

  • TTFB: Time to First Byte — время между нажатием на ссылку и временем прихода первого бита контента

  • FP: First Paint — время когда первый пиксель становится виден пользователю

  • FCP: First Contentful Paint — время до показа пользователю запрошенного контента (тела статьи и т.п.)

  •  Time To Interactive — время до момента когда страница становится интерактивной (начинают работать события и т.д.)

Видео

Комбинация серверного рендеринга и клиентского через регидратацию

Часто называемый Universal Rendering или просто «SSR», этот подход пытается сгладить компромиссы клиентского и серверного редеринга, делая и то, и другое. Навигационные запросы, такие как полная загрузка страницы или перезагрузка, обрабатываются сервером, который рендерит приложение в HTML, затем JavaScript и данные, используемые для рендеринга, встраиваются в результирующий документ. При тщательной реализации, это даёт быстрый FCP (First Contentful Paint) такой же, как Server Rendering, а далее «усиливает это» путем рендеринга опять же на клиенте с помощью техники, называемой (re)hydration ((ре)гидратация). Это новое решение, но оно может иметь некоторые существенные недостатки в производительности.

Системы рендеринга

Системы рендеринга которые используются 3D редакторами для просчета (отрисовки) визуализации бывают встроенные в программу или внешние подключаемые (устанавливаться отдельно). Чаще внешние системы рендеринга имеют лучше качество визуализации чем встроенные, потому что они разрабатываться не зависимо от 3D редактора, и команда разработчиков работает только над усовершенствованием своего продукта не отвлекаясь на работу с 3D редактором. У команд разрабатывающих внешние рендеры больше времени и возможностей на то, чтобы сделать свой продукт лучшим на рынке. Но из-за этого чаще всего, в отличие от встроенных рендер систем за них придется заплатить дополнительно.

Внутри рендеринг представляет собой тщательно разработанную программу, основанную на выборочной смеси дисциплин, связанных с: физикой света, визуальным восприятием, математикой и разработкой программного обеспечения.

В случае 3D-графики рендеринг может выполняться медленно, как в режиме предварительного рендеринга (pre-rendering), так и в режиме реального времени (real time rendering).

Предварительный рендеринг — это метод визуализации который используется в средах, где скорость не имеет значения, а вычисления изображения выполняются с использованием многоядерных центральных процессоров, а не выделенного графического оборудования. Эта техника рендеринга в основном используется в анимации и визуальных эффектах, где фотореализм должен быть на самом высоком уровне.

Рендеринг в реальном времени: выдающаяся техника рендеринга, используемая в интерактивной графике и играх, где изображения должны создаваться в быстром темпе. Поскольку взаимодействие с пользователем в таких средах является высоким, требуется создание изображения в реальном времени. Выделенное графическое оборудование и предварительная компиляция доступной информации повысили производительность рендеринга в реальном времени.

Методы просчета сцены

Выбор способов получения изображения зависит от конкретной задачи и часто от личных предпочтений и опыта визуализатора. Разрабатываются всё новые системы рендера – или узкоспециализированные, или универсальные. Сегодня в основе самых распространенных программ-рендеров лежат три основных вычислительных метода:

  • Растеризация (Scanline) – метод, при котором изображение создается просчетом не отдельных точек-пикселей, а целых граней-полигонов и крупных участков поверхностей. Текстуры, определяющие свойства объектов, как и свет в сцене, зафиксированы в виде неизменных данных. Получаемое изображение часто не отражает перспективных изменений освещенности, глубины резкости и т. д. Чаще применяется в системах для просчета сцен в играх и в видеопродакшене.
  • Трассировка лучей (Raytracing) – физика сцены просчитывается на основе лучей, исходящих из объектива виртуальной камеры и анализа взаимодействия каждого луча с объектами, с которыми он встречается в сцене. В зависимости от количества и качества таких «отскоков» имитируется отражение или преломление света, его цвет, насыщенность и т. д. Качество получаемой картинки по сравнению с растеризацией значительно выше, но за её реалистичность приходится платить повышенным расходом ресурсов.

Кто занимается рендерингом?

Что такое рендеринг в понятии специалиста? Кто им занимается? Процессом рендеринга занимаются самые разные люди, потому как такого рода визуализация и имитация помогает довести планируемую модель до совершенства.

Конечно же, в первую очередь рендерингом занимаются дизайнеры. Рекламу на баннерах, фотографии объектов, которые невозможно сфотографировать так четко и структурно, схемы, 3D-графики, планы и многое другое можно получить только путем обрабатывания моделей в специальных программах. Этим и занимается большинство дизайнеров.

Видемонтажеры занимаются рендерингом видеороликов, потому как фактическая склейка или показ в ролике не отснятых объектов влечет за собой рендеринг. Это своеобразная разработка кадров. Ведь этот процесс требует иногда придать объектам нужную форму или движение. Неужели вы думаете, что в рекламе по телевизору кетчуп из упаковки действительно течет так филигранно?

Высококвалифицированные специалисты и монтажеры занимаются 3D-рендеринг визуализацией для кинофильмов. Крупным кинокомпаниям сегодня не обойтись без компьютерной графики. Рендеринг — это процесс, помогающий спроектировать все не отснятые элементы на экран или, возможно, впечатлить зрителей спецэффектами.

Видеомонтажеров, работающих с моделями, также называют моушен-дизайнерами. Разработчики игр также имеют прямое отношение к рендерингу и моделингу, так как для создания компьютерной игры требуется целый мир, визуализированный рендерингом. Все игры на компьютерах и приставках написаны на коде, а визуальные элементы созданы при помощи моделинга.

Рендер и производительность системы

Выполнение качественной визуализации зависит не только от программного обеспечения процесса. На итоговый результат влияет мощность используемого «железа». Особенно этот фактор влияет на скорость работы – сложная сцена иногда рендерится несколько дней, если компьютер не имеет достаточных объемов оперативной памяти или обладает малопроизводительным процессором.

Как ускорить рендер и улучшить итоговый результат, если ресурсов не хватает? Можно изменить настройки программы, уменьшив до разумных величин разрешение текстур материалов и финишного изображения, изменив параметры светильников так, чтобы свет и тени обсчитывались более крупными участками, без излишней деталировки и т. д. Если есть сеть, можно использовать пакетный рендер, когда для обсчета изображения привлекаются мощности других компьютеров.

Техника рендеринга : Растеризация

Видео игры представляют собой общий случай использ

Видео игры представляют собой общий случай использования для растеризации. 

Один из самых ранних методов рендеринга, растеризация, работает рассматривая модель как сетку многоугольников. Эти полигоны имеют вершины, в которые встроена такая информация, как положение, текстура и цвет. Эти вершины затем проецируются на плоскость, перпендикулярную к перспективе (то есть камеру).

С вершинами, действующими как границы, оставшиеся пиксели заполнены правильными цветами. Представьте себе, что сначала нужно нарисовать контур для каждого цвета, который вы рисуете — это и есть рендеринг с помощью растеризации.

Растеризация — это быстрая форма рендеринга. Он до сих пор широко используется, особенно для рендеринга в реальном времени (например, компьютерные игры, симуляции и интерактивный графический интерфейс). Совсем недавно этот процесс был еще более усовершенствован благодаря более высокому разрешению и сглаживанию, который использовался для сглаживания краев объектов и смешивания их с окружающими пикселями.

Пара интересных фактов про рендеринг

Например фильм «Аватар» Джеймса Камерона рендерился на 34 стойках HP с 32 блейдами HP Proliant BL2x220c в каждой 40 000 процессорных ядер и 104 Тб RAM. При такой мощности на один кадр уходило около 50-ти часов.

А известная мультипликационная компания Pixar, которая сделала такие мультфильмы как «Волли» и «Тачки», разработала для своих проектов собственную рендер систему которая называется Pixars RenderMan. Этот рендер направлен на быстрый просчет сложных анимационных эффектов, таких как: вода, облака, шерсть, волосы и другое.

Теги