Render 3D adalah proses komputer mengambil informasi mentah dari adegan 3D (poligon, bahan, dan pencahayaan) dan menghitung hasil akhir. Outputnya biasanya berupa satu gambar atau serangkaian gambar yang dirender & dikompilasi bersama.

Rendering biasanya merupakan fase terakhir dari proses pembuatan 3D, dengan pengecualian jika Anda membawa render Anda ke Photoshop untuk pasca-pemrosesan.

Jika Anda merender animasi, itu akan diekspor sebagai file video atau urutan gambar yang nantinya dapat digabungkan. Satu detik animasi biasanya memiliki setidaknya 24 bingkai di dalamnya, jadi satu menit animasi memiliki 1440 bingkai untuk dirender. Ini bisa memakan waktu cukup lama.

Secara umum, ada dua jenis rendering yang dipertimbangkan: rendering CPU dan rendering GPU (Real time).

Perbedaan antara keduanya terletak pada perbedaan antara kedua komponen komputer itu sendiri.CPU sering dioptimalkan untuk menjalankan beberapa tugas yang lebih kecil secara bersamaan, sedangkan GPU umumnya menjalankan perhitungan yang lebih kompleks dengan lebih baik. Keduanya sangat penting untuk cara kerja komputer, tetapi kami hanya akan membahasnya dari perspektif rendering 3D dalam artikel ini.

Umumnya rendering GPU jauh lebih cepat daripada rendering CPU. Inilah yang memungkinkan game modern berjalan di sekitar 60 FPS. Render CPU lebih baik dalam mendapatkan hasil yang lebih akurat dari pencahayaan dan algoritme tekstur yang lebih kompleks.

lebih jelasnya akan dibahas satu satu

Rendering CPU

Render CPU (kadang-kadang disebut sebagai "pra rendering") adalah saat komputer menggunakan CPU sebagai komponen utama untuk perhitungan. Ini adalah teknik yang umumnya disukai oleh studio film dan seniman visualisasi arsitektur. Ini karena akurasinya saat membuat gambar fotorealistik dan faktanya waktu render bukanlah masalah yang berarti bagi industri ini. Meskipun waktu render dapat sangat bervariasi dan dapat menjadi sangat lama.

Pemandangan dengan pencahayaan datar dan material dengan bentuk sederhana dapat ditampilkan dalam hitungan detik. Namun, pemandangan dengan pencahayaan dan model HDRI yang rumit dapat membutuhkan waktu berjam-jam untuk dirender.

Contoh ekstrem dari hal ini adalah dalam film Pixar tahun 2001, Monsters Inc.

Karakter utama Sully memiliki sekitar 5,4 juta rambut, yang berarti adegan dengannya di layar membutuhkan waktu hingga 13 jam untuk dirender per frame!

Untuk mengatasi waktu render yang lama ini, banyak studio yang lebih besar menggunakan render farm.

Render farm adalah bank besar komputer atau server bertenaga tinggi yang memungkinkan beberapa frame dirender sekaligus, atau terkadang gambar dipecah menjadi beberapa bagian yang dirender oleh setiap bagian dari farm. Ini membantu mengurangi waktu render secara keseluruhan.

Dimungkinkan untuk membuat efek yang lebih canggih menggunakan CPU juga.

Ini termasuk teknik seperti:

Ray Tracing

This is where each pixel in the final image is calculated as a particle of light that is simulated as interacting with objects in your scene.

It’s excellent at making realistic scenes with advanced reflection and shadows, but it requires a lot of computational power.

However due to recent advances in GPU technology in NVIDIA’s 2000 series cards, ray tracing as a rendering method can make its way into mainstream games via GPU rendering in the coming years.

Path Tracing

Path tracing calculates the final image by determining how the light will hit a certain point of a surface in your scene, and then how much of it will reflect back to the viewport camera.

It repeats this for each pixel of the final render.

It is considered the best way to get photorealism in your final image.

Photon Mapping

The computer fires ‘photons’ (rays of light in this instance) from both the camera and any light sources which are used to calculate the final scene.

This uses approximation values to save computational power, but you can adjust the amount of photons to get more accurate results.

Using this method is good for simulating caustics as light refracts through transparent surfaces.

Radiosity

Radiosity is similar to path tracing except it only simulates lighting paths that are reflected off a diffused surface into the camera.

It also accounts for light sources that have already reflected off other surfaces in the scene. This allows lighting to fill a full scene easier and simulates realistic soft shadows.

Ray Tracing

Di sinilah setiap piksel pada gambar akhir dihitung sebagai partikel cahaya yang disimulasikan saat berinteraksi dengan objek dalam pemandangan Anda.

Ini sangat bagus dalam membuat pemandangan realistis dengan refleksi dan bayangan tingkat lanjut, tetapi membutuhkan banyak daya komputasi.

Namun karena kemajuan terbaru dalam teknologi GPU dalam kartu seri NVIDIA 2000, ray tracing sebagai metode rendering dapat masuk ke game mainstream melalui rendering GPU di tahun-tahun mendatang.

Path tracing

Pelacakan jalur/ path tracing  menghitung gambar akhir dengan menentukan bagaimana cahaya akan mengenai titik tertentu dari permukaan dalam pemandangan Anda, dan kemudian seberapa banyak cahaya itu akan dipantulkan kembali ke kamera viewport. proses terssebut diulang untuk setiap piksel dari render akhir.

Ini dianggap sebagai cara terbaik untuk mendapatkan fotorealisme dalam gambar akhir Anda.

Photon Mapping

Komputer menembakkan 'foton' (sinar cahaya dalam hal ini) dari kamera dan sumber cahaya apa pun yang digunakan untuk menghitung adegan akhir.

Ini menggunakan nilai perkiraan untuk menghemat daya komputasi, tetapi Anda dapat menyesuaikan jumlah foton untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat. Menggunakan metode ini bagus untuk mensimulasikan caustic karena cahaya dibiaskan melalui permukaan transparan.

Radiositas

Radiositas mirip dengan penelusuran jalur kecuali hanya mensimulasikan jalur pencahayaan yang dipantulkan dari permukaan yang tersebar ke dalam kamera.

Ini juga memperhitungkan sumber cahaya yang telah terpantul dari permukaan lain di tempat kejadian. Hal ini memungkinkan pencahayaan untuk mengisi adegan penuh dengan lebih mudah dan mensimulasikan bayangan lembut yang realistis.

GPU Rendering

GPU rendering(used for real-time rendering) is when the computer uses a GPU as the primary resource for calculations. This rendering type is usually used in video games and other interactive applications where you need to render anywhere from 30 to 120 frames a second to get a smooth experience.

To achieve this result, real-time rendering cannot use some of the advanced computational options mentioned before. So a lot of it is added in post processing using approximations.Other effects are used to trick the eye into making things look smoother, such as motion blur.

Due to the rapid advancement in technology and developers creating computationally cheaper methods for great render results, limitations of GPU rendering are quickly becoming history.

That’s why games and similar media get better with each new console generation. As chipsets and developer knowledge improves, so do the graphical results.

GPU rendering doesn’t always have to be used for real time, as it’s valid for making longer renders too.

It’s good for throwing out approximations of final renders relatively quickly so you can see how the final scene is looking without having to wait hours for a final render. This makes it a very useful tool in the 3D workflow while setting up lighting and textures.

Rendering GPU

Perenderan GPU (digunakan untuk perenderan real time) adalah saat komputer menggunakan GPU sebagai sumber daya utama untuk penghitungan. Jenis rendering ini biasanya digunakan dalam video game dan aplikasi interaktif lainnya di mana Anda perlu merender dari 30 hingga 120 frame per detik untuk mendapatkan pengalaman game yang mulus tidak tersendat sendat.

Untuk mencapai hasil ini, rendering realtime tidak dapat menggunakan beberapa opsi komputasi lanjutan yang disebutkan sebelumnya. Jadi banyak yang ditambahkan dalam pemrosesan pasca menggunakan aproksimasi. Efek lain digunakan untuk mengelabui mata agar terlihat lebih halus, seperti gerakan kabur.

Karena kemajuan pesat dalam teknologi dan pengembang menciptakan metode komputasi yang lebih murah untuk hasil render yang bagus, keterbatasan rendering GPU dengan cepat menjadi sejarah.

Itulah mengapa game dan media serupa menjadi lebih baik dengan setiap generasi konsol baru. Seiring dengan peningkatan chipset dan pengetahuan pengembang, demikian juga hasil grafisnya.

Perenderan GPU tidak selalu harus digunakan secara real time, karena ini juga berlaku untuk membuat perenderan yang lebih lama.

Ini bagus Anda agar dapat melihat bagaimana tampilan akhir tanpa harus menunggu berjam-jam untuk hasil akhir. Ini menjadikannya alat yang sangat berguna dalam alur kerja 3D saat menyiapkan pencahayaan dan tekstur.