3D—渲染技术

渲染是 3D 制作流程的最后阶段之一。可以将其视为将场景中的所有信息（对象、材质、灯光、相机）组合在一起，以生成单个或一系列最终渲染图像。

这部分制作通常需要大量计算，有时可能需要数小时——具体取决于场景的复杂性、质量和预期平台。在本文中，了解不同的渲染技术及其应用。 

逼真渲染

有两种主要的渲染技术：逼真渲染和非逼真渲染。真实感渲染旨在使用正确的纹理、照明和阴影开发 3D 模型场景的真实图像。您可以在 CGI、AR、室内设计和科学发现中遇到逼真的渲染

非真实感渲染

非真实感渲染，也称为 NPR，其灵感来自数字艺术的表现风格：绘画、素描、技术插图和动画卡通。大多数 NPR 技术（如 cel 和 Gooch 着色）旨在创建看起来是二维的场景。NPR 最常见于视频游戏和电影中。

光线追踪

光线追踪是当今最常用的逼真渲染方法。它使用算法来追踪光束在物理世界中的路径，从而产生非常逼真的阴影、反射和折射。主要的缺点是需要大量时间来处理——对于静止图像和电影视觉效果来说没什么大不了的，但不适合速度至关重要的视频游戏。

实时图形

在实时渲染中，3D 元素的渲染速度非常快，以至于它们看起来像是绝对实时生成的。这种方法主要用于视频游戏、VR 或交互式图形，因为它允许玩家与图形即时交互。缺点是更难达到高度的真实感，因为它不完全基于物理；相反，必须采取一些捷径来达到这样的速度（尽管随着时间的推移，GPU 变得越来越强大，这种情况正在迅速改变）。

光栅化

光栅化是一种常用于实时图形的渲染技术。它可能不会产生非常逼真的照明，但它可以用于非常快速地渲染相对复杂的几何体。该技术将 3D 模型的多边形投影到 2D 屏幕上的像素中，并根据存储在其中的数据为每个像素分配一个初始颜色值。像素的最终颜色取决于添加的颜色，这些颜色取决于灯光如何照射到物体上。在复杂的场景（太多多边形）上，它可能是计算密集型的。

OpenGL

为了帮助低级软件（更类似于机器语言）理解高级软件（更类似于人类语言），我们需要使用应用程序编程接口（API）。OpenGL 是一种用于在不同平台上渲染光栅化 2D 和 3D 图形的 API。虽然它是一个旧 API，但它会随着时间的推移而更新（目前，2017 年的 4.6 版本是最新版本）。

WebGL

要在 Web 浏览器中查看和使用 3D，请使用 WebGL（也称为 Web 图形库）。它是一个基于 OpenGL 并使用 Javascript 的 API。WebGL 无需插件即可在 HTML 元素中绘制图形，允许开发人员在浏览器中放置任何实时交互式 3D 图形：视频游戏、数据可视化、3D 设计环境、3D 建模或其他任何东西。

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