Rendering: equazioni di rendering

Rubrica: Rendering -6-
Titolo o argomento: Equazioni di rendering

Si tratta di un’equazione ad opera di James T. Kajiya (introdotta nel 1986) che viene sfruttata dai motori di rendering che dispongono della G.I. Global Illumination. Questa equazione calcola la luce, presente in una particolare posizione, come la somma della luce emessa e della luce riflessa. Quest’ultima viene considerata come la luce riflessa proveniente da tutte le direzioni moltiplicata poi per il coefficiente di riflessione e l’angolo d’incidenza.

Trovi al seguente link la descrizione dettagliata dell’equazione di rendering:
http://it.wikipedia.org/wiki/Equazione_di_rendering

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Rendering: particolarità del software unbiased

Rubrica: Rendering -5-
Titolo o argomento: Particolarità del software unbiased

Utilizzare un motore di rendering Unbiased non richiede particolari conoscenze nella regolazione dei parametri utili ad ottenere una scena quanto mai realistica. Questo perchè un software Unbiased nasce per ottenere sempre il miglior risultato possibile in termini di fotorealismo. Non si può quindi intervenire su alcun parametro che possa ridurre la qualità dell’immagine che vedremo a fine render. Se avessimo questa necessita utilizzeremmo ovviamente i motori di rendering Biased trattati in precedenza (link).

Al contrario un motore di rendering Unbiased, ossia “senza compromessi”, richiede buone conoscenze di fotografia. Questo perchè i valori che andremo a decidere noi saranno di tipo fotografico:

L’obiettivo usato, la sua lunghezza focale, l’apertura del diaframma, la profondità di campo….

I tempi di rendering dei motori Unbiased sono molto più elevati dei motori Biased. Questo perchè lavorano per ottenere sempre il massimo. Ovviamente il vostro Hardware inciderà in modo sostanzioso sui tempi di render.

La metodologia di rappresentazione del rendering avviene per affinamento stocastico. Il calcolo viene suddiviso per pixel. Questo produce una grana nell’immagine la quale viene ripulita con l’avanzare del calcolo.

A differenza degli “engine biased”, nei motori di rendering Unbiased la cura dei materiali assegnati agli oggetti è più che fondamentale. In quanto il loro comportamento quando vengono investiti dalla luce può incidere in maniera rilevante sul risultato ottenuto.

Con questo tipo di software dovrete quindi dedicarvi maggiormente alle conoscenze della fotografia ed alla realizzazione di materiali molto curati per ottenere discreti risultati e valorizzare questo tipo di scelta.

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LINK utili

Su questo Blog sono presenti, tra le tante rubriche, due in particolare che parlano di fotografia. Si tratta di rubriche molto semplificate, ed alla portata di tutti, fondamentali per capire alcuni concetti espressi in tema di rendering:

  • Portare al limite una canon A540

  • Portare al limite una Reflex digitale

Scrivendo semplicemente il titolo della rubrica desiderata sulla casella di ricerca in alto a destra, è possibile attingere a tutti gli articoli al momento presenti in tema. Articoli che si aggiornano periodicamente. 😀

Rendering: particolarità del software biased

Rubrica: Rendering -4-
Titolo o argomento: Particolarità del software biased

Principale caratteristica di questi software è quella di poter selezionare l’algoritmo di render che riteniamo più corretto per il nostro lavoro. Gli attuali software 3d possiedono praticamente “di serie” tutti gli algoritmi di base per la rappresentazione tridimensionale di una scena. Questo significa che dalla semplice ombreggiatura di Goraud, al Phong, al Ray tracing, tutto è considerato come materiale di calcolo di cui proprio non si può fare a meno.

Oggi vengono inclusi anche algoritmi che considerano la luce indiretta evolvendo ulteriormente la tecnologia Biased. Si tratta di tecniche denominate Global Illumination che basano i loro calcoli su metodi come: Radiosity, Photon Mapping, fino al più preciso Path tracing o ancora al Micropolis light transport.

Gli engine Biased sono modulari, questo vuol dire che si possono tarare in modo indipendente tutti i parametri del rendering. Possiamo scegliere ad esempio il livello di campionatura dei contorni (percentuale di aliasing) o ancora la quantità di rimbalzi (bouncing) considerata nel conteggio dei singoli raggi di luce, ecc. In tal modo abbiamo la garanzia che la qualità del risultato ottenuto ed il tempo impiegato, sarà a nostra discrezione.

La tecnologia Biased quindi ci da la possibilità di raggiungere compromessi qualità/tempo sui nostri lavori. Va però considerato che tutto questo va a scapito del fotorealismo (in fondo non sempre necessario) che può essere ottenuto solo tramite engine Unbiased.

IMMAGINE IN REVISIONE

Soluzioni estremamente sofisticate possono addirittura eseguire rendering ibridi nei quali vengono utilizzati contemporaneamente più algoritmi di calcolo.

Continua…

Rendering: tipo biased e unbiased

Rubrica: Rendering -3-
Titolo o argomento: Rendering di tipo “biased e unbiased”

Biased e Unbiased sono termini che definiscono il tipo di algoritmo che viene utilizzato dal motore di rendering per raggiungere la soluzione del suo calcolo.  Fino a poco tempo fa erano disponibili solo software di tipo Biased ovvero quelli che sono disposti a scendere a compromessi tra la complessità dell’algoritmo ed il realismo dell’immagine che si può ottenere. In soldoni un software di tipo biased offre render con meno realismo e algoritmi meno complessi per venire incontro ad un hardware dalle prestazioni più limitate.

Con l’avanzare incessante della tecnologia, hardware dalle prestazioni eccellenti sono diventati molto più economici e disponibili persino per i normali utenti. Questo ha reso possibile la diffusione di software di tipo Unbiased eccezionalmente più fedeli nei risultati che riescono ad offrire ma con algoritmi di calcolo ben più complessi che necessitano di un hardware all’altezza della situazione. Naturalmente risultati più precisi si ottengono a scapito di tempi più lunghi di calcolo.

Il fatto che vi sia oggi la possibilità di eseguire calcoli mediante algoritmi di tipo Unbiased non significa che quelli di tipo Biased siano stati abbandonati. Tutto il contrario… Oggigiorno per creare le animazioni in tempi decenti si preferisce di gran lunga l’utilizzo di software di tipo Biased. La velocità di rendering per fotogramma è importantissima. Gli engine Unbiased prevalgono generalmente nel settore del fotorealismo e dello still-life.

IMMAGINI IN REVISIONE

Algoritmo di tipo Biased: presenta dei compromessi. Trattasi di un metodo di calcolo volutamente più limitato, meno dettagliato e più rapido. Foto a sinistra: esempio di render ottenuto mediante questo tipo di algoritmo.

Algoritmo di tipo Unbiased: Senza compromessi. Foto a destra.

Continua…

Rendering: le origini

Rubrica: Rendering -1-
Titolo o argomento: Le origini

Inaspettatamente, il termine rendering, non è un termine recente. Esso risale addirittura all’ottocento. Era un termine utilizzato per indicare il “chiaroscuro”. I notevoli risultati artistici ottenuti in quell’epoca, circa lo studio dell’illuminazione, si basarono sullo studio delle geometrie e delle leggi che interessano l’illuminazione.

Grazie agli studi condotti durante il 1700 da Johann Heinrich Lambert e Gaspard Monge si costruiranno le basi per uno studio analitico del comportamento della luce e delle relative ombre sulle superfici.

Ma fu grazie al crescente perfezionamento dei computer e della computer grafica, dal 1970 in poi, che il termine “Rendering” inizia ad assumere maggiori significati.

Inizierà una nuova era, un’era in cui i plastici utilizzati in architettura verranno sostituiti da modelli 3d realizzati al computer. Inizierà l’era dei film digitali, degli effetti speciali… Computer con potenze di calcolo sempre più elevate permetteranno traguardi prossimi alla realtà.

Nel 2009 sono disponibili in commercio numerosi MOTORI DI RENDERING di cui alcuni già integrati in Software di modellazione e animazione tridimensionale, altri in grado di lavorare indipendentemente dal software di modellazione (Software stand alone), altri ancora totalmente free, i cosidetti OPEN SOURCE (vedi il relativo articolo).

I motori di rendering sono software parametrizzati che si basano su una combinazione selezionata di metodi detti ALGORITMI che eseguono calcoli sull’ottica e la percezione visiva della MATEMATICA TRIDIMENSIONALE.

Questo è l’ennesimo articolo di questo Blog in cui si fondono arogmenti apparentemente differenti ma che interagiscono in maniera importante tra loro: La Matematica e la Computer Grafica in questo caso. L’ennesima dimostrazione che spiega come occuparsi di più temi possa portare a conoscerli in modo più completo. Questo Blog si basa sull’articolo: “Teoria degli accostamenti“, “Teoria degli accostamenti -seconda parte-“.