Построчный рендеринг и растеризация

Высокоуровневое представление изображения обязательно содержится в разных доменах пикселей. Эти элементы называются примитивами. В схематическом чертеже, например, отрезки и кривые могут быть примитивами. В графическом интерфейсе пользователя, окна и кнопки могут быть примитивами. В 3D рендеринге треугольники и полигоны могут быть примитивами.

Если подход рендеринга пиксель за пикселем (порядок изображения) непрактичен или слишком долгий для некоторых задач, то подход рендеринга примитив к примитиву (порядок объекта) может оказаться полезным. Здесь один цикл на каждый примитив определяется какие пиксели влияют на изображение и изменяет эти пиксели соответственно. Это называется растарезацией – метод рендеринга, используемый всеми современными графическими картами.

Растеризация зачастую быстрее, чем рендеринг пиксель к пикселю. Во-первых, большие участки изображения могут быть пустыми примитивами, растарезация будет игнорировать эти области, в то время как рендеринг пиксель к пикселю должен пройти через них. Во-вторых, растарезация может увеличить когерентность кэша и уменьшить лишнюю работу, воспользовавшись тем, что пиксели, занятые одним изображением смежные в изображении. По этим причинам растаризация это обычный выбор, когда требуется интерактивный рендеринг, хотя подход пиксель к пикселю часто может создать изображение более высокого качества и он более универсален, потому что он не зависит от многих предположений об изображении как растаризация.

Более старая форма растарезации характеризуется рендерингом всего лица (примитива) в одном цвете. Кроме того, растаризацию можно сделать более сложным образом: сначала рендерятся вершины лица, а затем пиксели этого лица в качестве смешения цветов вершин. Эта версия растарезации обогнала старый метод, так как позволяет графике течь без сложных текстур (растаризованное изображение при использовании метода лицо к лицу имеет тенденцию к блочному эффекту, если не рассматриваются сложные текстуры; лица не являются гладкими, потому что не имеют постепенного изменения цвета от одного примитива к следующему). Этот новый метод растаризации использует больше функций графических карт и обеспечивает лучшую производительность, потому что более простые текстуры занимают меньше места в памяти. Иногда дизайнеры будут использовать один метод растаризации на некоторых лицах и на других другой метод на основе угла, которому это лицо соответствует другим похожим лицам, тем самым увеличивая скорость и не принося вреда общему эффекту.

Отбрасывание лучей

В методе отбрасывания лучей геометрия, которая была смоделирована, анализируется из вне пиксель за пикселем, линия за линией, так как луч отбрасывается с точки зрения наблюдателя. Значение цвета в точке там, где луч пересекается с объектом может быть оценено несколькими методами. В простейшем, значение цвета объекта в точке пересечения становится значением этого пикселя. Цвет может быть из карты текстуры. Более сложный метод изменения значения цвета с помощью коэффициента освещения, но без расчета отношения к моделируемому источнику света. Для уменьшения артефактов количество лучей в не сильно отличающихся направлениях может быть усреднено.

Грубые моделирования оптических свойств могут быть использованы дополнительно: простой расчет луча от объекта до точки наблюдателя создан. Другой расчет сделан от угла падения лучей света от источника света (источников света), и от них, а так же указана интенсивность источников света, значение пикселя вычисляется. Другое моделирование использует освещение, построенное по алгоритму излучательности или сочетания этих двух.

Отбрасывание лучей в основном используется для моделирования в реальном времени, таких как те, что используются в 3D компьютерных играх и мультфильмах, где не важны детали или где это более эффективно, чтобы вручную подделывать детали чтобы получить более высокую производительность на вычислительном этапе. Обычно это имеет место, когда необходимо анимировать большое количество кадров. Полученные поверхности имеют характерный «ровный» внешний вид, когда не используется никаких дополнительных трюков, как если бы объекты сцены были бы окрашены с матовой отделкой.