Tietokoneella luotu fotorealistinen kuva, joka on luotu käyttämällä POV-Ray 3.6 -ohjelmaa. Lasit, tuhkakuppi ja kannu on mallinnettu Rhinoceros 3D:llä ja nopat Cinema 4D:llä.
**Renderöinti** (sanotaan myös *renderointi*) tai **hahmonnus** tarkoittaa tiettyjen kappaleiden tai kuvien esittämistä näytöllä. Termi tulee alun perin latinan verbistä *reddo* (myöhemmin *rendo*), joka tarkoitti 'antaa takaisin'. 

Renderöinnillä voidaan viitata tekstin esittämiseen näytöllä tai esimerkiksi animaation tekemiseen tietokoneella kuten tietokone-animaatioissa.
Renderöintia käytetään tietokone- ja videopeleissä, simuloinnissa, elokuvien ja television erikoistehosteissa ja muotoilun apuna. Renderöintia käytetään myös videoeditoinnissa, kun halutaan tuottaa efektejä videokuvaan tai luoda sitä. Renderöinti voi pyrkiä fotorealismiin tai ei-fotorealistiseen tulokseen.

Tietokoneavusteissa suunnittelussa (CAD) renderöinti on tietty näkymä kolmiulotteiseen malliin, joka on muutettu realistiseksi kuvaksi. CAD-renderöinti käyttää yksinkertaista valaistusta ja varjostusta sekä edistyneempiä efektejä. Myös verkkoselainten tekemää HTML:n käsittelyä voidaan kutsua renderöinniksi.

Renderöinti voi käyttää esimerkiksi kolmiulotteisella mallinnuksella tai proseduraalisella generoinnilla muodostettua tietoa, joka renderöidään esitettäväksi. 

Renderöintiohjelmat voidaan jakaa myös *reaaliaikaisiin* (mm. tietokone- ja videopelit) ja ei-reaaliaikaisiin (elokuvateollisuus).

Kolmiulotteisessa grafiikassa
-----------------------------

*Pääartikkeli: 3D-grafiikka*
Polygonimalli on datasta muodostuva ohjelmallinen kuvaus jostakin kohteesta, usein kolmiulotteisesta sellaisesta. Se voi sisältää tiedot kohteen geometriasta, ja sen yhteydessä käytetään tietoja mm. kohteen katselukulmasta, tekstuurista (pinnan rakenteesta) sekä valaistuksesta. Tuloksena oleva renderöitu kuva on bittikarttagrafiikkaa. Reaaliaikaisessa grafiikassa kuvataajuus on useita kymmeniä kuvia sekunnissa; elokuvateollisuudessa ja muussa ei-reaaliaikaisessa renderöinnissä yhden kuvan renderöintiin voidaan käyttää huomattavasti enemmän aikaa.

Elokuvateollisuudessa (kuten elokuvassa *Foodfight*) yksittäisen kuvan renderöinti voi vaatia 48:sta 72:een tuntiin aikaa valmistuakseen. Elokuvissa käytetään 24 kuvaa sekunnissa, yhden kuvan ollessa 4 996 kertaa 3 112 pikseliä 32- tai 64-bittisellä värisyvyydellä.

Renderöintimenetelmiin kuuluvat muun muassa rasterointi (engl. *rasterization*), säteensuuntaus (engl. *ray casting*) ja säteenseuranta (engl. *ray tracing*).
Myös pyyhkäisyviivarenderöintiä (engl. *scanline rendering*) on käytetty. Polunseuranta (engl. *path tracing*) on eräs kehittynyt menetelmä.

Cel-shading pyrkii tuottaamaan piirrosanimaation näköistä jälkeä 3D-grafiikan avulla. Fysiikkaperusteinen renderöinti (PBR) on kehitysaskel, joka eroaa perinteisistä renderöintitekniikoista.

Kolmiulotteinen renderöinti on kehittynyt useiden vuosikymmenien aikana ohjelmistojen ja laitteiden kehittyessä kattamaan sekä reaaliaikaisen että *offline*-renderöinnin.

Grafiikkaliukuhihnassa (engl. *graphics pipeline*) kolmiulotteisen grafiikan renderöinnissä useimmat toiminnot suoritetaan ennen rasterointia. Liukuhinan vaiheisiin kuuluvat geometrisen mallin muuttaminen kolmiulotteisen maailman koordinaattijärjestelmään, valaistusyhtälöt vertekseissä, muuttaminen näköavaruuteen, perspektiivin muunnos, leikkaus, muunnos näyttöavaruuteen, rasterointi ja näkyvyyden ratkaisu. Syötteitä ovat kolmiulotteisen mallin ja sen ympäristön lisäksi virtuaalisen kameran näyttöalueen parametrit. Vain suoraan näytöllä esitettävät primitiivit tarvitsee välittää rasteroinnille, ja leikkausvaihe (engl. *clipping*) karsii piiloon jäävät pois.

Erilaisia liukuhihnoja on kehitetty useita ja muun muassa elokuvateollisuudessa käytetään yleisimmin *mikropolygoneihin* perustuvaa ratkaisua. Akateemisessa tutkimuksessa käytetään usein säteenseurantaan perustuvaa liukuhihnaa.
Ohjelmoitavat liukuhihnat grafiikkasuorittimissa ovat korvanneet kiinteätoimiset liukuhihnat ja viimeinen kiinteätoiminen oli luultavasti Nintendo Wiissä.
Erilaiset shader-ohjelmat ovat pääasiallinen tapa ohjata grafiikkasuoritinta: osa toiminnoista on konfiguroitavia (ei ohjelmoitavia) suorituskykysyistä, mutta trendi on kohti ohjelmoitavuutta.

Ohjelmistot
-----------

Renderöinti on tyypillisesti osa joko grafiikkaa esittävää ohjelmaa tai sen käyttämää kirjastoa tai käyttöjärjestelmän ominaisuus.

Renderöintiin kuten kuvien tai animaatioiden tekemiseen on lukuisia tarkoitukseen kehitettyjä ohjelmia.
Jotkut ohjelmat on integroitu osaksi laajempia mallinnus- ja animaatio-ohjelmia ja jotkut ovat itsenäisiä ohjelmia. Osa ohjelmista on kaupallisia ja osa avoimen lähdekoodin ohjelmistoja.

Animaatioita varten Lucasfilmillä kehitettiin Reyes-ohjelmisto, jonka seuraaja on Pixarin RenderMan.
Reyesissä laskenta suoritetaan tarkoitukseen luonnollisesti sopivassa koordinaattijärjestelmässä kuten paikallisessa koordinaattijärjestelmässä polygoneja luotaessa ja teksturoitaessa sekä näyttökoordinaateissa näkyvyyden laskennassa.

Katso myös
----------

* Kolmiulotteinen mallinnus
* Cel-shading
* CGI (grafiikka)
* Radiositeetti
* Fysiikkaperusteinen renderöinti
* Volumetrinen renderöinti
* Pyyhkäisyviivarenderointi
* Teksturointi
* Piilotetun pinnan poisto
* Shader-ohjelma

Lähteet
-------

1. ↑  Boman, Patrik: Realistinen renderöinti *aaltodoc.aalto.fi*.  20.12.2019.
2. ↑  Haku | Tietotekniikan termitalkoot *www.tsk.fi*. Viitattu 21.4.2019.
3. ↑  Akeley, Feiner, Foley, Hughes, Van Dam, McGuire, Sklar: *Computer Graphics Principles and Practive*, s. 6. Third Edition. Addison-Wesley, 2014. ISBN 978-0-321-39952-6. (englanniksi)
4. 1 2 3 4  render *pcmag.com*. Viitattu 26.12.2020. (englanniksi)
5. ↑  render.  *Wiktionary*, 3.2.2022. Artikkelin verkkoversio.  en
6. 1 2  Robert L Mitchell: Weta: rendering Lord of the Rings *digitalartsonline.co.uk*.  5.11.2004. Viitattu 1.1.2021. (englanniksi)
7. ↑  Cel Shading – Everything You Need To Know *okuha.com*. Viitattu 17.7.2022. (englanniksi)
8. ↑  Marmoset's Jeff Russell Breaks Down the Basic Theory Behind Physically Based Rendering *lesterbanks.com*. Viitattu 17.7.2022. (englanniksi)
9. 1 2 3 4  Akenine-Möller, Tomas & Haines, Eric & Hoffman, Naty: *Real-Time Rendering*, s. 26. Third Edition. CRC Press, 2008. ISBN 978-1-56881-424-7. (englanniksi)
10. 1 2 3  Frédo Durand & Seth Teller: Line Rasterization (PDF) *groups.csail.mit.edu*. Viitattu 31.12.2020. (englanniksi)
11. ↑  Akenine-Möller, Tomas & Haines, Eric & Hoffman, Naty: *Real-Time Rendering*, s. 19. Third Edition. CRC Press, 2008. ISBN 978-1-56881-424-7. (englanniksi)
12. 1 2 3  Robert L. Cook & Loren Carpenter & Edwin Catmull: The Reyes Image Rendering Architecture (PDF) *graphics.pixar.com*. Viitattu 31.12.2020. (englanniksi)
13. ↑  Akenine-Möller, Tomas & Haines, Eric & Hoffman, Naty: *Real-Time Rendering*, s. 29. Third Edition. CRC Press, 2008. ISBN 978-1-56881-424-7. (englanniksi)
14. ↑  Ian Failes: RenderMan at 30: A Visual History *vfxvoice.com*. Viitattu 29.12.2020. (englanniksi)

Kirjallisuutta
--------------

* Foley; Van Dam; Feiner; Hughes (1990). *Computer Graphics: Principles And Practice*. Addison Wesley. ISBN 0-201-12110-7.
* Glassner (1995). *Principles Of Digital Image Synthesis*. Morgan Kaufmann. ISBN 1-55860-276-3.
* Pharr; Humphreys (2004). *Physically Based Rendering*. Morgan Kaufmann. ISBN 0-12-553180-X.
* Dutre; Bala; Bekaert (2002). *Advanced Global Illumination*. AK Peters. ISBN 1-56881-177-2.
* Jensen (2001). *Realistic Image Synthesis Using Photon Mapping*. AK Peters. ISBN 1-56881-147-0.
* Shirley; Morley (2003). *Realistic Ray Tracing* (2nd ed.). AK Peters. ISBN 1-56881-198-5.
* Glassner (1989). *An Introduction To Ray Tracing*. Academic Press. ISBN 0-12-286160-4.
* Cohen; Wallace (1993). *Radiosity and Realistic Image Synthesis*. AP Professional. ISBN 0-12-178270-0.
* Akenine-Moller; Haines (2002). *Real-time Rendering* (2nd ed.). AK Peters. ISBN 1-56881-182-9.
* Gooch; Gooch (2001). *Non-Photorealistic Rendering*. AKPeters. ISBN 1-56881-133-0.
* Strothotte; Schlechtweg (2002). *Non-Photorealistic Computer Graphics*. Morgan Kaufmann. ISBN 1-55860-787-0.
* Blinn (1996). *Jim Blinns Corner – A Trip Down The Graphics Pipeline*. Morgan Kaufmann. ISBN 1-55860-387-5.

Aiheesta muualla
----------------

* SIGGRAPH, Association for Computing Machineryn erityisryhmä
* Ray Tracing News Guide
* Real-Time Rendering resources *Real-Time Rendering* -kirjaan liittyvää lisämateriaalia.
* The RADIANCE Lighting Simulation and Rendering System