Rendering

La renderización o síntesis de imágenes es el proceso automático de generar una imagen fotorrealista o no fotorrealista a partir de un modelo 2D o 3D (o modelos en lo que colectivamente se podría llamar un archivo de escena) por medio de programas de computadora. Además, los resultados de mostrar un modelo de este tipo pueden llamarse render. Un archivo de escena contiene objetos en un lenguaje o estructura de datos estrictamente definidos; Contendría información de geometría, punto de vista, textura, iluminación y sombreado como descripción de la escena virtual. Los datos contenidos en el archivo de escena se pasan luego a un programa de renderizado para procesarlos y enviarlos a una imagen digital o un archivo de imagen de gráficos de trama. El término "representación" puede ser por analogía con una "representación artística" de una escena.

Aunque los detalles técnicos de los métodos de representación varían, los desafíos generales que se deben superar al producir una imagen 2D a partir de una representación 3D almacenada en un archivo de escena se describen como la tubería de gráficos a lo largo de un dispositivo de representación, como una GPU. Una GPU es un dispositivo especialmente diseñado para ayudar a una CPU a realizar cálculos complejos de representación. Si una escena tiene un aspecto relativamente realista y predecible bajo iluminación virtual, el software de renderización debería resolver la ecuación de renderización. La ecuación de representación no tiene en cuenta todos los fenómenos de iluminación, sino que es un modelo de iluminación general para imágenes generadas por computadora. La "representación" también se utiliza para describir el proceso de cálculo de efectos en un programa de edición de video para producir una salida de video final.

La representación es uno de los subtemas principales de los gráficos de computadora en 3D, y en la práctica siempre está conectado a los demás. En la tubería de gráficos, es el último paso importante, dando el aspecto final a los modelos y la animación. Con la creciente sofisticación de los gráficos de computadora desde la década de 1970, se ha convertido en un tema más distinto.

El renderizado tiene aplicaciones en arquitectura, videojuegos, simuladores, efectos visuales de películas o TV y visualización de diseño, cada uno con un equilibrio diferente de características y técnicas. Como producto, una amplia variedad de renderizadores están disponibles. Algunos están integrados en paquetes más grandes de modelado y animación, algunos son independientes, otros son proyectos de código abierto gratuitos. En el interior, un renderizador es un programa cuidadosamente diseñado, basado en una mezcla selectiva de disciplinas relacionadas con: física de la luz, percepción visual, matemáticas y desarrollo de software.

En el caso de los gráficos en 3D, la representación se puede hacer lentamente, como en la renderización previa o en tiempo real. La pre-renderización es un proceso de computación intensiva que se usa normalmente para la creación de películas, mientras que la renderización en tiempo real a menudo se realiza para videojuegos en 3D que se basan en el uso de tarjetas gráficas con aceleradores de hardware en 3D.

## Características

Una imagen renderizada se puede entender en términos de una serie de características visibles. La elaboración de la investigación y el desarrollo se ha motivado en gran medida al encontrar formas de simularlos de manera eficiente. Algunos se relacionan directamente con algoritmos y técnicas particulares, mientras que otros se producen juntos.

* Sombreado: cómo varía el color y el brillo de una superficie con la iluminación
* Mapeo de texturas: un método para aplicar detalles a las superficies.
* Mapeo de baches: un método para simular bumpiness a pequeña escala en superficies
* Medio empañador / participante: cómo se atenúa la luz cuando pasa a través de una atmósfera o aire no claro
* Sombras - el efecto de obstruir la luz
* Sombras suaves - oscuridad variable causada por fuentes de luz parcialmente oscurecidas
* Reflexión - como espejo o reflexión altamente brillante
* Transparencia (óptica), transparencia (gráfica) u opacidad: transmisión nítida de la luz a través de objetos sólidos
* Translucidez: transmisión de luz altamente dispersa a través de objetos sólidos
* Refracción - flexión de la luz asociada a la transparencia.
* Difracción: flexión, propagación e interferencia de la luz que pasa por un objeto o abertura que interrumpe el rayo
* Iluminación indirecta: superficies iluminadas por la luz reflejada en otras superficies, en lugar de hacerlo directamente desde una fuente de luz (también conocida como iluminación global)
* Cáusticos (una forma de iluminación indirecta): reflejo de la luz de un objeto brillante, o enfoque de la luz a través de un objeto transparente, para producir reflejos brillantes en otro objeto
* Profundidad de campo: los objetos se ven borrosos o desenfocados cuando está demasiado por delante o por detrás del objeto enfocado
* Desenfoque de movimiento: los objetos aparecen borrosos debido al movimiento a alta velocidad o al movimiento de la cámara
* Representación no fotorrealista: representación de escenas en un estilo artístico, con la intención de parecer una pintura o un dibujo