《渲染输出》课件

渲染输出欢迎来到渲染输出课程本课程将带您深入探索计算机图形学中的核心技术，了解如何将虚拟世界转化为视觉震撼的图像课程大纲渲染基础渲染技术了解渲染的定义、历史和类型探索渲染管线、引擎和最新趋势光照与材质渲染过程学习照明模型、纹理和材质系统深入研究着色器、光栅化和后处理什么是渲染定义应用渲染是将3D模型转换为2D图像的过程它模拟光线与物体的交广泛应用于电影、游戏、建筑设计和产品可视化等领域渲染让互，创造逼真的视觉效果虚拟世界栩栩如生渲染的历史年代19601计算机图形学诞生，开始探索基本的线框渲染年代19702引入光线追踪技术，大幅提升图像真实感年代19803全局光照算法出现，渲染质量再次飞跃年代至今20004实时渲染技术快速发展，GPU渲染成为主流实时渲染离线渲染vs实时渲染离线渲染速度快，适用于游戏和交互式应渲染时间长，质量高适用于电用质量相对较低，但能即时反影和高品质静态图像制作馈选择标准根据项目需求、时间预算和质量要求选择合适的渲染方式渲染管线几何处理光栅化像素处理输出合并变换和裁剪3D模型数据将3D几何转换为2D像素应用纹理、光照和其他效果生成最终图像渲染引擎Unity Unreal Engine广泛用于游戏和实时3D应用开发以高质量图形和强大的实时渲染能力著称RenderMan皮克斯开发，用于高质量电影制作渲染技术发展趋势实时光线追踪1提供更真实的光照和反射效果辅助渲染AI2使用机器学习优化渲染过程云渲染3利用云计算资源加速渲染渲染VR/AR4为虚拟和增强现实提供沉浸式体验照明模型局部照明模型全局照明模型•Phong模型•光线追踪•Blinn-Phong模型•辐射度渲染•Cook-Torrance模型•环境光遮蔽环境照明环境光遮蔽基于图像的照明模拟物体之间的软阴影效果，使用HDR图像作为光源，创造增加场景深度感逼真的环境光效果全局光照考虑光线的多次反射，实现更自然的照明效果投射光照点光源方向光面光源从一个点向四周发射光线模拟远距离光源，如太阳光从一个面积发射光线，产生柔和阴影阴影计算阴影映射1快速、广泛使用的实时阴影技术体素化阴影2适用于大规模场景的高质量阴影光线追踪阴影3最真实但计算成本高的阴影技术纹理贴图纹理类型纹理映射技术•漫反射贴图•UV映射•法线贴图•三平面映射•高光贴图•球面映射•环境贴图材质系统基于物理的渲染次表面散射PBR模拟真实世界的材质属性，如金模拟光线穿透半透明物体的效果属度和粗糙度，如皮肤和蜡程序化材质使用算法生成材质，实现动态和可缩放的纹理效果几何细节描述置换贴图使用高度图实际改变模型的几何形状法线贴图在不改变几何的情况下模拟表面细节视差贴图通过视差效果增强深度感，介于置换和法线之间顶点着色器功能应用处理每个顶点的变换、光照计算和属性传递是渲染管线中的第实现顶点动画、程序化几何生成和地形渲染等效果对模型形状一个可编程阶段和位置进行操作像素着色器光照计算纹理采样特殊效果实现复杂的光照模型，如PBR和全局应用和混合多层纹理，创造丰富的表实现如卡通渲染、水面模拟等高级视光照面细节觉效果光栅化三角形设置1准备三角形数据三角形遍历2确定像素覆盖范围像素着色3计算每个像素的颜色深度测试4解决可见性问题后处理特效泛光景深模拟明亮物体的光晕效果模拟相机焦点，增加真实感动态模糊增强运动感，提高画面流畅度色彩管理色彩空间色调映射选择合适的色彩空间如sRGB或ACES，确保色彩在不同设备上的将高动态范围HDR图像转换为显示设备可显示的范围，保留细一致性节和对比度输出HDR高动态范围格式HDR捕捉更广泛的亮度范围，呈现更支持OpenEXR、HDRI等高位深丰富的细节和颜色度图像格式显示HDR适配HDR显示器，呈现更加逼真的画面效果输出格式常见输出格式包括PNG、JPEG、TIFF和EXR选择取决于用途、质量需求和文件大小考虑输出优化分辨率调整根据目标设备选择合适的输出分辨率压缩设置平衡文件大小和图像质量批量处理使用脚本自动化处理大量渲染输出输出管理文件命名规范版本控制存储策略123建立清晰的命名系统，便于管理和使用版本管理工具追踪渲染输出的实施备份和归档策略，确保数据安查找变更全输出标准行业标准质量控制•ACES电影•色彩准确度•sRGB网页•噪点控制•Rec.709HDTV•细节保留输出工具Nuke AfterEffects强大的合成和后期处理工具适用于动态图形和视觉效果DaVinci Resolve综合色彩校正和编辑平台输出流程渲染设置1配置分辨率、采样和输出格式渲染计算2执行渲染任务，可能需要长时间后期处理3应用色彩校正和特效质量检查4审核输出结果，确保满足要求渲染输出注意事项性能优化质量控制文件管理合理分配计算资源，使用渲染农场加定期检查渲染结果，及时发现和解决建立有效的文件组织系统，确保输出速处理问题易于查找和使用行业应用案例电影动画建筑设计游戏开发皮克斯使用RenderMan创造出精美的动使用V-Ray渲染逼真的建筑效果图，辅助UnrealEngine实现高质量的实时游戏场画电影场景设计决策景渲染课程总结技术基础1掌握渲染原理和技术工具应用2熟练使用渲染软件和工具优化技巧3提高渲染效率和质量实践经验4通过项目积累实战经验问答环节技术问题工作流程解答渲染技术相关疑问讨论渲染项目管理方法职业发展探讨渲染艺术家的职业路径。