الگوریتم های محاسبه مورتور رندر ها:
-
Rasterization
یکی از اولین روشهای رندر، رسترایز کردن مدل محاسبه آن به عنوان مش چند ضلعی است. این چند ضلعی ها به صورت نقاط دارای اطلاعاتی مانند موقعیت، بافت و رنگ هستند. سپس این نقاط روی صفحات نرمال از منظر دوربین قرار می گیرند.
نقاطی که در حاشیه تصاویر اصلی قرار می گیرند، به صورت پیکسل هایی با رنگ های مناسب پر می شوند. این تکنیک سرعت بسیار بالایی دارد و امروزه به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد، به ویژه برای ارائه در Real time (به عنوان مثال بازی های رایانه ای ، شبیه سازی و رابط کاربری گرافیکی تعاملی) .
به تازگی، این فرایند با وضوح بالاتر و Anti-Aliasing بیشتر بهبود یافته است، که موجب نرم تر شدن مرزهای تصاویر و ترکیب بهتر آن ها با پیکسل های اطراف شده است.
-
Ray Tracing
در این روش هر پیکسل در تصویر نهایی به عنوان ذره ای از نور محاسبه می شود که در اثر برخورد با اشیا صحنه را شبیه سازی می کند. این روش در ساخت صحنه های واقع گرایانه با بازتاب و سایه ها بسیار عالی عمل می کند، اما به نیاز به فرایند محاسباتی زیادی دارد.
در این روش پرتوهای اولیه از دوربین به سمت مدل ها ساطع می شوند و پس از برخورد پرتو های اولیه با اجسام با بازتاب از سطوح بسته به خصوصیات سطح و سایه ها پرتوهای ثانویه تولید شوند. اگردر مسیر پرتو های ساطع شده مانعی قرار بگیرد، سایه ای روی سطح دیگر ایجاد می شود واگر سطح بازتاب داشته باشد، پرتوی ثانویه حاصل از آن ساطع می شود و سطح دیگری را که به آن برخورد می کند، روشن می کند که در نتیجه مجموعه دیگری از اشعه منتشر می شود.
این بازتاب ها تا زمان ضعیف شدن شدت پرتو ها ادامه دارد و تعداد آن در موتور رندرها قابل کنترل است.
این روش برپایه محاسبات با CPU صورت گرفت. با این وجود به دلیل پیشرفت های اخیر در فناوری GPU در کارت گرافیک های NVIDIAوAMD ، Ray Tracing به عنوان یک روش رندر می تواند از طریق رندر GPU نیز محاسبه شود.
Ray Tracing
-
Path Tracing
Path Tracing با تعیین اینکه چگونه نور به نقطه خاصی از یک سطح در صحنه برخورد می کند، می تواند تصویر نهایی را محاسبه کند و سپس مقدار زیادی از آن را به دوربین ویوپورت منعکس می کند. این فرایند را برای تمامی پیکسل های رندر نهایی تکرار می شود. این روش بهترین روش برای رسیدن به واقع گرایی در تصویر نهایی است.
-
Photon Mapping
پردازنده ی کامپیوتر “فوتون ها” (در این حالت پرتوهای نور) را از طریق دوربین و هر منبع نوری که برای محاسبه صحنه نهایی استفاده می شود، شلیک می کند. این روش از مقادیر تقریبی برای صرفه جویی در توان محاسباتی استفاده می کند، اما می توان مقدار فوتون ها را تنظیم کرد تا نتایج دقیق تری بدست آورد. استفاده از این روش برای شبیه سازی اجسام شفاف مناسب است زیرا نور با عبور از سطوح شفاف شکسته می شود و بازتاب های نوری ساطع شده به دوربین تصویر این شکست ها را ثبت می کند.
-
Radiosity
Radiosity مشابه Path Tracing است با این تفاوت که فقط مسیرهای نوری که از یک سطح رنگی ساطع شده اند را در دوربین منعکس می کند. همچنین بازتاب منابع نوری که قبلاً از سایر سطوح صحنه منعکس شده اند را نشان می دهد. این روش امکان ایجاد روشنایی کامل صحنه و ایجاد سایه های نرم و واقع گرایانه را فراهم می کند.
-
Rendering Equation
توسعه بیشتر در الگوریتم های رندرینگ سرانجام منجر به ایجاد معادله رندر که سعی در شبیه سازی کامل تر نحوه انتشار دقیق تر نور در واقعیت دارد، شد. در این روش فرض بر این است كه نور توسط همه چیز ساطع می شود و تنها چشمه های نوری مستقیم ساطع کننده نور نیستند. این معادله سعی می کند تمام منابع نور رندر را در مقایسه با Ray Tracing که فقط از روشنایی مستقیم استفاده می کند، در نظر بگیرد.
الگوریتم ایجاد شده با استفاده از این معادله به عنوان روشنایی کامل صحنه یا روشنایی غیرمستقیم شناخته می شود .
