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【实时渲染】离线渲染跟实时渲染的区别
第一部由全CG角色打造的电影《阿凡达》,导演詹姆斯·卡梅隆制作历时4年,花费将近5亿美元为大家打开了一个全新的科幻世界。影片中全CG的纳美人举手投足与真人无异,逼真的科幻场景令人震撼,而这些精彩的画面离不开CG艺术家们的努力和离线渲染技术支持。据了解,为了解决《阿凡达》的能力对CG工作室的重要性。 什么是离线渲染?离线渲染首先需要对物体建模,也就是用点、线、面、贴图、材质、光影、特效等元素构建逼真的物体和场景。之后,利用计算资源根据预先定义好的场景设置把模型在视点、光线、运动轨迹等因素作用下的视觉画面计算出来,这个过程我们称为渲染。渲染完成后再将图片连续播放,实现就可以达到动画效果。它的典型应用场景主要是在建筑视觉、影视、动画、广告片等领域,其重点是艺术和视觉效果。为了获得理想的视觉效果,制作过程中需要模型师雕琢各种模型细节,需要动画师赋予角色灵动的韵味,需要灯光师营造各种艺术的氛围,需要特效师提供逼真的特效。常用的离线渲染软件有3ds Max、Maya、Blender和Cinema 4D等,其特点是需要提前布置好场景,设置好相关渲染参数(阴影质量、光子数量、抗锯齿等等),然后再用单机或调用进行无监管的计算,渲染。像文中提到的制作软件,都可以为上文提到的软件提供渲染技术支持。这里温馨提醒的是,可以选用本地机器进行渲染,也可以使用在线商用渲染农场。离线渲染的场景中每一帧都是预先设置好的。一旦开始渲染后,每一帧需要花费数秒、数分钟甚至数小时进行渲染,而且在渲染过程中需要消耗大量的内存、CPU/GPU以及存储等资源,属于计算资源密集型应用。尤其在影视项目中,通常都有档期要求,需要在指定时间完成渲染任务,目前基本上是将任务提交到在线商业渲染农场来完成。在线商业渲染农场例如,就是够提供大规模并行计算集群的专业服务机构。拿2019年爆火的动画电影《哪吒之魔童降世》来说,如果想靠单独的高性能计算机的话,大概几年后才能看到这部电影,而且最终的影片画面远远达不到现在的那么精致。离线渲染后的基本是已经完成了渲染的成品作品,而如果想要在可操作在线服务或者在线游戏上实时计算画面并显示,那就不得不说它的另一个“朋友”了,实时渲染。 实时画质渲染—实时渲染2020年8月,一段游戏科学(Game Science)公司制作的动作角色扮演游戏《黑神话:悟空》的实机演示火爆的网络。演示中顶尖的画面、丰富的细节、沉浸的战斗体验、足量的剧情演绎,去还原一个东方魔幻世界。游戏中每一个精美的画面,都是实时渲染呈现的。实现实时画质渲染的方式称为实时渲染。是指计算机边计算画面边将其输出显示,这种方式的典型代表有Unreal和Unity等,像游戏科学这款游戏就是使用虚幻引擎4打造的。实时渲染的特点是可以实时操控,非常方便交互,缺点是要受系统的负荷能力的限制,必要时会牺牲画面效果(模型的精细、光影的应用、贴图的精细程度)来满足实时系统的要求。实时渲染目前可应用于三维游戏、工业仿真、军事仿真、灾难模拟和产品展示等上。实时渲染关注的是交互性和实时性,一般制作的场景需要进行优化以提高画面计算速度并减少延时。对于用户来说,任何操作,例如手指划过屏幕、鼠标点击、键盘输入…,都会导致画面重新计算,用户操作后需要实时得到反馈结果,因此实时性是非常重要的。在仿真应用中,大量数据表明,延时控制在100ms以内,普通人才不会明显感知到视觉画面和声音的不一致。近年来,随着GPU性能的提升,实时计算的速度也越来越快,计算画面的精度也越来越高,比如一些汽车等实时展示的项目,其画面展示的车漆等元素已经可以做到美轮美奂。尤其是随着Ray-tracing(光线跟踪)等技术的应用,实时渲染的效果越来越逼真。目前国内已经有一些可以提供实时渲染的云平台,如3DCAT实时渲染云平台等可以体验炫目的实时渲染应用。3DCAT是一个三维应用的托管运行平台,在云端提供强大的图形实时渲染计算服务,平台配备弹性GPU资源集群,支持自动负载均衡和伸缩扩容,支持海量用户同时安全访问应用,让任意设备,随时随地访问您的3D应用。
【实时渲染】实时渲染和一般渲染有哪些区别呢?
基本上,在实时渲染中,计算机需要在运行时生成所有的3D模型、贴图等等,并以尽可能快的速度(每秒30帧以上)显示给用户。用户可以通过鼠标、游戏手柄、平面电脑等设备的3D场景进行交互,你可以在设备上得到相应的实时图形,此时,你使用的应用程序视图的画面则是通过实时渲染而计算出来的画面。(PS:可以理解为你在移动端/PC端玩的游戏,也都是实时渲染的哟)而在2020年5月,虚幻引擎透露了即将发布的UE5两大核心技术,Nanite虚拟微多边形几何体和Lumen全动态全局光解决方案,画面会得到更完美的呈现,未来实时渲染的产品逐渐都将普及“光线追踪”,游戏玩家们将会得到更好的游戏体验。游戏《堡垒之夜》游戏《最终幻想XIII》也是实时渲染的例子而“一般渲染”也可以理解为离线渲染,是将每帧的画面。CG电影《最终幻想XIII》,使用像 RenderMan,Mental Ray渲染器进行渲染同时,一部电影的离线渲染时间超乎你的想象,例如2019年上映的CG电影《阿丽塔:战斗天使》,每一个场景都需要用100个小时来渲染,总渲染量达4-5亿小时(平均每帧500小时),是《阿凡达》的3倍。在维塔工作室有800名工作人员、三万台电脑共同工作,天气冷的时候,甚至能看到工作室的建筑里有热气往外冒出来,因为电脑都发烫了!随着影视行业的发展,许多视效工作室大多会选择来协助渲染。而实时渲染的特点是可以实时操控,非常方便交互,缺点是要受系统的负荷能力的限制,必要时会牺牲画面效果(模型的精细、光影的应用、贴图的精细程度)来满足实时系统的要求。目前国内已经有一些可以提供实时渲染的云平台,如3DCAT实时渲染云平台。3DCAT是一个三维应用的托管运行平台,在云端提供强大的图形实时渲染计算服务,平台配备弹性GPU资源集群,支持自动负载均衡和伸缩扩容,支持海量用户同时安全访问应用。实时渲染目前可应用于三维游戏、工业仿真、军事仿真、灾难模拟和产品展示等上。最后,实时渲染和一般渲染相比往往一般渲染会耗费更多的时间。当你选择离线渲染时,你可以选择使用相对昂贵有难度的渲染技术,这对于实时渲染来说太慢了。当你摆脱了必须在20ms内渲染每个帧的约束时,你就可以选择更昂贵的渲染技术来渲染更复杂的几何图形。两种渲染方式的选择其实会根据实际情况而不同,例如:作品使用的技术、你想要呈现的画面精度、场景中使用的模型数量和贴图等等。但几乎所有的渲染技术都可以用于实时渲染和一般渲染。
他来了!Blender 2.80正式发布,相当惊艳!
BlenderReel-SIGGRAPH2019历经四年的开发,Blender2.80的大版本正式发布了!Blender是一款开源的跨平台全能三维动画制作软件,提供从建模、动画、材质、渲染、到音频处理、视频剪辑等一系列动画短片制作解决方案。2.80这个大版本更新带来了大量的新功能,重新设计的用户界面,新的基于物理的实时渲染引擎Eevee(可作为最终Blender渲染输出,也可以作为视图的实时渲染引擎)等等。一个全新的开始Blender2.80版本重新修整了用户界面,让界面更加的简洁一致,使得用户更容易的使用工具,操纵杆等功能。Blender重新设计了一个新的黑色主题和现代的图标,把你的重心放在艺术创作上。图标亦可由主题控制颜色,便于在各种主题下凸显图标的可视性。工作区让你可以快速进入诸如雕刻,纹理绘制或者运动跟踪。窗口顶部的选项卡点击即可变换使用,也可以自定义自己的工作区,让你的工作更有效率。剪辑调色工作区动画工作区建模工作区雕刻工作区所见即所需AlphaStudioRandomCavityShadowAlphaWireRandomAlphaLookdevTexturing2.80版本拥有更先进的3D视图显示能力,显示方式也更多样性更自由。新的Workbench渲染引擎能助你更加便捷的完成工作。实时渲染引擎EeveeTiger-DanielBystedtTreeCreature-DanielBystedtEevee拥有很多高级特性,比如体积雾,屏幕空间反射折射,次表面反射,软阴影和接触阴影,景深,摄影机运动模糊和辉光。Eevee的材质节点和Cycles的是一样的,所以可以很容易的渲染已有场景。对于Cycles用户来说Eevee也可以作为一个实时预览使用。二维动画2.80版本大大增强了2D绘制能力,新的GreasePencil界面对于二维艺术家更加友好,你可以同时拥有二维和三维的制作能力,使你的创作更便捷。GreasePencil已经不仅仅是画图工具了,它已经与现有的对象选择,编辑,管理和链接工具高度集成,并且拥有强大的变形器和笔刷工具。 更多特性规格化毛发BSDF 渲染基于物理的头发和毛发更容易,不再需要设置复杂的着色器网络。细分和微置换 Cryptomatte 这个功能省去了设置物体对象和物体材质ID给后期带来不便,你只需要在渲染前勾选这个,在后期合成中再选取所要的选区即可。随机游走次表面散射
2019-08-02 11:53:18Blender渲染实时渲染