پایگاه دانش

رندرینگ سه‌ بعدی چیست؟

نورپردازی سه بعدی چیست؟

رندر سه‌بعدی فرآیندی است که از طریق آن یک صحنه سه‌بعدی تولید شده توسط نرم‌افزار رایانه به یک تصویر یا انیمیشن دوبعدی تبدیل می‌شود. این فرآیند به طور گسترده‌ای در زمینه‌های مختلف، از جمله فیلم‌سازی، بازی‌سازی، معماری، جلوه های ویژه و تبلیغات استفاده می‌شود. اما رندرینگ چگونه کار می‌کند؟

رندر سه‌بعدی با استفاده از یک مدل سه‌بعدی، یک دوربین مجازی و یک موتور رندر انجام می‌شود. مدل سه‌بعدی، که معمولاً توسط نرم‌افزارهای مدل‌سازی سه‌بعدی ایجاد می‌شود، شامل اطلاعات مربوط به اشکال، بافت‌ها و نورپردازی صحنه است. دوربین مجازی، که موقعیت و جهت دید را تعیین می‌کند، نحوه مشاهده صحنه را کنترل می‌کند. موتور رندر، با استفاده از اطلاعات مدل سه‌بعدی و دوربین مجازی، تصویر دوبعدی نهایی را ایجاد می‌کند.

رندر سه‌بعدی کاربردهای فراوانی دارد. در فیلم‌سازی، از رندر سه‌بعدی برای ایجاد جلوه‌های ویژه، مانند انفجارها و موجودات تخیلی استفاده می‌شود. در بازی‌سازی، از رندر سه‌بعدی برای ایجاد دنیاهای مجازی و شخصیت‌های بازی استفاده می‌شود. در معماری، از رندر سه‌بعدی برای ایجاد طرح‌های اولیه و تصاویر واقعی از ساختمان‌ها و سازه‌ها استفاده می‌شود. در تبلیغات، از رندر سه‌بعدی برای ایجاد تصاویر محصولات و خدمات استفاده می‌شود.

و در کل، با پیشرفت فناوری، رندر سه‌بعدی به طور فزاینده‌ای قدرتمندتر و واقع‌گرایانه‌تر می‌شود. این امر باعث می‌شود که رندر سه‌بعدی به ابزاری حتی ارزشمندتر برای طیف

رندرینگ سه‌بعدی چیست؟

همانطور که گفتیم، رندر سه‌بعدی فرآیند تبدیل اطلاعات از یک صحنه سه‌بعدی به یک تصویر دو‌بعدی است. رندر سه‌بعدی را می‌توان برای ایجاد انواع مختلفی از تصاویر، تا آنچه که فوتورئالیسم نامیده می‌شود، استفاده کرد. رندر خوب بسیار شبیه تصاویر گرفته شده توسط یک دوربین سنتی است که اکثر مصرف کنندگان نمی‌توانند تفاوت بین یک رندر سه‌بعدی و یک عکس واقعی را تشخیص دهند. برای درک بهتر با یک مثال پیش می رویم

فرض کنید شما یک شی مثل یک تکه گل رس دارید که در سفال گری استفاده می شودو شما می‌توانید این تکه خاک رس را با کشش، له کردن و چرخاندن آن به هر شکلی که می‌خواهید در آورید. شما حتی می‌توانید گل رس را به یک اثر هنری مجسمه‌سازی کنید. (این معادل فرآیند مدل‌سازی سه بعدی است)

رندرینگ سه‌بعدی چیست؟

حالا که آن را نقاشی کردید، تصمیم گرفتید از آن عکس بگیرید تا به دوستانتان نشان دهید. با این حال، پس از عکاسی از آن، تصمیم می‌گیرید که نورپردازی باید پویاتر باشد تا تمام جزئیاتی را که به مدل خود اضافه کرده‌اید ثبت کنید. برای رفع این مشکل، پرده‌ها را برای مقداری نور محیط باز می‌کنید، یک لامپ اضافی را به داخل اتاق می‌آورید تا عمق مجسمه‌تان ایجاد شود تا خیلی صاف به نظر نرسد، و یک چراغ قوه کوچک بردارید و آن را پشت قطعه‌ی خاک رس بتابانید. برای ایجاد یک نور لبه ظریف. (این شبیه به فرآیند نورپردازی در سه بعدی است)
اکنون آماده عکاسی از مدل با استفاده از دوربین سه پایه هستید و حتماً سوژه را فریم کنید. وقتی روی دکمه شاتر دوربین کلیک می‌کنید، دوربین به بازتاب‌های نور در فضا واکنش نشان می‌دهد تا نمایشی از رنگ و شکل شی در مقابل آن را به تصویر بکشد. (این شبیه به فرآیند رندر سه بعدی است که در آن نرم‌افزار بازتاب نور را در یک صحنه سه بعدی برای تولید یک تصویر محاسبه می‌کند)

رندرینگ سه‌بعدی چیست؟
تصویر نمونه متریال دهی

درباره رندر سه‌بعدی در انیمیشن

رندر سه‌بعدی به تطبیق شباهت همان مثال سفالگری و گل رس است اما در قالب یک تصویر. رندر سه بعدی هم فنی و هم هنری است و از نرم‌افزار سه بعدی که به آنها موتورهای رندر می‌گویند. برای کمک به ایجاد تصاویر استفاده می‌شود. پس از ایجاد مدل سه بعدی، متریال یا بافت‌ها، نور و فضاسازی و اعمال دوربین‌ها همزمان اعمال می‌شود. مرحله نهایی در فرآیندی که به آن 'رندر' گفته می‌شود، مرحله‌ای است که نرم‌افزار سه بعدی تمام ورودی‌ها را برای ایجاد یک تصویر دو بعدی محاسبه کرده و در یک فریم با تنظیمات ابعاد اعمال شده شکل می‌گیرد. این تصاویر را می‌توان به‌عنوان یک تصویر تک (فریم) یا چندین فرم متوالی به یک انیمیشن استخراج کرد و آن را برای ویرایش نهایی به مرحله بعد ارسال کرد. یکی از بهترین موتورهای رندر، نرم‌افزار v-ray محصول chaos می‌باشد.

فرایند رندرینگ سه‌بعدی چگونه است؟

پس از مدل‌سازی پروژه وارد مرحله دیگری می‌شود که به آن رندرینگ می‌گویند. لازم است در اینجا خیلی کوتاه عرض کنم که فرایند رندینگ را با رندر نباید اشتباه بگیرید به مراحلی که در آن یک مدل رنگ و حس می‌گیرد رندرینگ می‌گویند اما "رندر" به مرحله‌ای از همین فرایند است که برای پردازش نهایی استفاده می‌شود. در ادامه بیایید مراحل رندرینگ را به صورت مختصر بررسی کنیم و این نکته مهم را می‌گویم در رندرینگ، چند فرایند باید همزمان اعمال شود و نمی‌توان آنها را به ترتیب ایجاد کرد چرا که این مراحل کاملا وابسته به هم هستند و معمولا این مراحل را با کمک نرم افزارهایی به نام موتور رندر در یک نرم‌افزار میزبان مانند نرم‌افزار مایا انجام می‌گردد.

مفهوم مرحله متریال دهی در رندرینگ

معمولا اولین کاری که در رندرینگ انجام می‌شود متریال دهی است. متریال در واقع جنس مدل را مشخص می‌کند که می‌تواند یک رنگ یا شامل تصویر که به آن تکسچر میگویند باشد. در واقع متریال همان جنس مدل است که می‌تواند ویژگی‌هایی مانند انعکاس، انکسار، درخشندگی، ماتی ، براقی ، برجستگی و تمام خصوصیات یک آبجکت باشد. برای درک بهتر متریال به اجسام اطراف خود نگاه کنید می بینید که برخی از آنها پلاستیک است و یا فلزی است می تواند گچی باشد یا پارچه طلا یا نقره چوب یا سرامیک به آن متریال میگویند که هنرمند سه بعدی این ویژگی ها را روی مدل‌های سه بعدی اعمال می‌کند تا آنها را تا حد امکان واقعی جلوه دهد. این مرحله مشابه نقاشی یک مدل فیزیکی یا چسباندن مواد و عکس‌ها بر روی آن است. یک ماده سه بعدی اساساً همان چیزی است که روی یک شی سه بعدی قرار می دهید تا نحوه درک شی را هنگام رندر کردن کنترل کنید.

رندرینگ سه‌بعدی چیست؟

چند ضلعی ها شکل اجسام سه بعدی را مشخص می کنند، اما به خودی خود فاقد جزئیات رنگ یا سطح هستند. هنرمندان می توانند به هر چند ضلعی در یک شی سه بعدی یک بافت اختصاص دهند. بافت ها می توانند رنگ های تک رنگ ساده باشند، یا می توانند ظاهر اساساً هر سطحی را شبیه سازی کنند، از مواد طبیعی مانند سنگ یا چوب گرفته تا سطوح فلزی یا پلاستیکی صنعتی.

به تصویری که به جای رنگ روی مدل می نشیند تکسچر می گویند. متریال ماهیت کلی جنس یک مدل سه بعدی است که هم می تواند همراه با تکسچر باشد و یا بدون تکسچر

مفهوم نورپردازی در رندرینگ

نورپردازی یکی از مهمترین مراحل در فرایند تولید انیمیشن است. متریال‌ها نیز به شدت تحت تاثیر نورهای صحنه قرار می‌گیرند، بنابراین نمی‌توان یک تصویر بدون نور یا یک تصویر بدون متریال داشت. این دو مورد مهم باید با هم انجام شوند.

نور و انعکاس‌های آن برای رندر واقعی بسیار مهم هستند. همه چیز در مورد سایه‌ها و چگونگی واقعی جلوه دادن تصویر است. بدون نورپردازی متقاعدکننده، نتیجه ممکن است مصنوعی و غیر طبیعی به نظر برسد.

  • نورپردازی در انیمیشن سه بعدی

در انیمیشن سه بعدی، هنرمند سه بعدی نورهایی را در صحنه سه بعدی تنظیم می‌کند تا نورپردازی دنیای واقعی را تکرار کند. این فرآیند شبیه به روشی است که یک عکاس یا فیلمبردار نور را قبل از عکاسی تنظیم می‌کند.

علاوه بر نور خورشید و یا نور اتاق محیط، هنرمند سه بعدی ممکن است نیاز داشته باشد نورهای مختلفی را برای ایجاد جلوه‌های خاص تنظیم کند. به عنوان مثال، ممکن است از نورهای نقطه‌ای برای ایجاد سایه‌های قوی استفاده کند یا از نورهای پخش برای ایجاد یک نور ملایم‌تر استفاده کند.

  • نورپردازی در انیمیشن دو بعدی

در انیمیشن دو بعدی، نورپردازی اغلب با استفاده از الگوریتم‌های نرم‌افزاری برای شبیه‌سازی منابع نور طبیعی یا حرفه‌ای انجام می‌شود. جلوه‌های نوری مانند شکست نور یا تاری حرکت نیز می‌توانند برای ایجاد توهم سه بعدی استفاده شوند.

در مورد تصاویر دو بعدی فوتورئالیستی، نور نیز می‌تواند به سه بعدی بودن تصویر اضافه کند. به عنوان مثال، استفاده از سایه‌های قوی می‌تواند عمق را ایجاد کند و استفاده از نورهای نقطه‌ای می‌تواند باعث شود که اجسام از پس زمینه بیرون بزنند.

مفهوم فرایند پردازش در رندرینگ

رندر یا پردازش نهایی آخرین مرحله در فرایند رندرینگ است. در فرایند رندر پس از اعمال تنظیمات نور و متریال سیستم از ما زمانی میگیرد که بتواند ویژگی ها و تنظیمات اعمال شده را پردازش کند این پردازش که به آن رندر میگویند بستگی به مقدار اطلاعات یا جزئیاتکه که در رندرینگ داده اید به عبارتی هر چه کیفیت و مقدار اعداد بیشتر باشد کیفیت خرجی مطلوبتر خواهد شد اما این معادله حل نشده در رندر هنوز پا برجاست "اگر کیفیت خوب از خروجی کار میخواهید باید زمان بیشتری را برای پردازش در نظر بگیرید که این زمان علاوه بر نوع تنظیماتی که لحاظ کردید به سخت افزارهای شما نیز بسیار بستگی دارد" امروزه شرکت های سخت افزاری و همچنین نرم افزارها در تلاش و رقابت هستند که بتوان سرعت رندر را با جزئیات بالا برد . یک فریم معمولی در یک صحنه ممکن است چند ثانیه یا حتی چندین روز زمان ببرد.

هنگامی که اشیاء سه بعدی ایجاد و بافت شدند و محیط روشن شد، فرآیند رندر سه بعدی آغاز می شود. این یک فرآیند کامپیوتری است که اساساً از منظری که شما تعریف می‌کنید، یک «عکس فوری» از صحنه شما می‌گیرد. نتیجه یک تصویر دو بعدی از صحنه سه بعدی شما است.

جمع بندی

نرم افزار رندر سه بعدی تمام داده های مرتبط با مدل سه بعدی را می گیرد و آن را به صورت یک تصویر دو بعدی رندر می کند. به لطف قابلیت‌های بافت‌سازی و نورپردازی جدید، آن تصویر دوبعدی ممکن است از یک عکس واقعی قابل تشخیص نباشد، یا ممکن است به طور هدفمند به نظر برسد - این به هنرمند و هدف تجسم بستگی دارد.

سوال های رایج رندرینگ

رندرینگ سه‌بعدی فرآیندی است که طی آن یک مدل سه‌بعدی به یک تصویر یا انیمیشن دوبعدی تبدیل می‌شود. این فرآیند شامل چندین مرحله است که به طور همزمان انجام می‌شوند.

انتخاب موتور رندر کاملا سلیقه ای است در حال حاضر دو موتور رندر آرنولد و وی ری که ترجیحا v-ray را انتخاب کنید اما اگر مفهوم رندر را اصولی یاد بگیرید انتخاب یک نرم افزار زیاد هم مهم نیست

مراحل رندرینگ سه‌بعدی عبارتند از:

  • نورپردازی: در این مرحله، نورپردازی صحنه انجام می‌شود. نورپردازی تأثیر زیادی بر ظاهر مدل دارد.
  • محاسبه تابش: در این مرحله، تابش نور در صحنه محاسبه می‌شود. این کار با استفاده از معادلات ریاضی انجام می‌شود. محاسبه تابش نور باعث ایجاد سایه‌ها و بازتاب‌ها در صحنه می‌شود.
  • محاسبه بافت‌ها: در این مرحله، بافت‌های مدل اعمال می‌شوند. بافت‌ها باعث ایجاد ظاهری واقعی‌تر در مدل می‌شوند.
  • ترکیب تصاویر: در این مرحله، تصاویر حاصل از مراحل قبل ترکیب می‌شوند. این کار باعث ایجاد یک تصویر یا انیمیشن یکپارچه می‌شود.

موتور رندر نرم‌افزاری است که مراحل رندرینگ را انجام می‌دهد. موتورهای رندر مختلفی وجود دارند که هر کدام ویژگی‌ها و محدودیت‌های خاص خود را دارند.

نرم‌افزار میزبان نرم‌افزاری است که موتور رندر در آن اجرا می‌شود. نرم‌افزارهای میزبان مختلفی وجود دارند که از موتورهای رندر مختلف پشتیبانی می‌کنند.

عوامل مختلفی بر کیفیت رندر سه‌بعدی تأثیر می‌گذارند، از جمله:

  • موتور رندر: موتور رندر تأثیر زیادی بر کیفیت رندر دارد. موتورهای رندر با کیفیت بالاتر، تصاویر واقعی‌تری تولید می‌کنند.
  • نرم‌افزار میزبان: نرم‌افزار میزبان نیز تأثیری بر کیفیت رندر دارد. نرم‌افزارهای میزبان با کیفیت بالاتر، تصاویر با وضوح بالاتر تولید می‌کنند.
  • مدل سه‌بعدی: کیفیت مدل سه‌بعدی نیز بر کیفیت رندر تأثیر می‌گذارد. مدل‌های سه‌بعدی با کیفیت بالاتر، تصاویر واقعی‌تری تولید می‌کنند.
  • نورپردازی: نورپردازی تأثیر زیادی بر کیفیت رندر دارد. نورپردازی مناسب باعث ایجاد تصاویر واقع‌گرایانه‌تر می‌شود.
  • محاسبه تابش: محاسبه تابش نیز تأثیر زیادی بر کیفیت رندر دارد. محاسبه تابش مناسب باعث ایجاد سایه‌ها و بازتاب‌های واقعی‌تر می‌شود.
  • محاسبه بافت‌ها: محاسبه بافت‌ها نیز تأثیری بر کیفیت رندر دارد. بافت‌های با کیفیت بالاتر، تصاویر واقعی‌تری تولید می‌کنند.

برای افزایش سرعت رندر، می‌توان از روش‌های مختلفی استفاده کرد، از جمله:

  • کاهش کیفیت رندر: کاهش کیفیت رندر باعث کاهش زمان رندر می‌شود.
  • استفاده از موتور رندر با سرعت رندر بالاتر: موتورهای رندر با سرعت رندر بالاتر، تصاویر را سریع‌تر رندر می‌کنند.
  • استفاده از نرم‌افزار میزبان با سرعت رندر بالاتر: نرم‌افزارهای میزبان با سرعت رندر بالاتر، تصاویر را سریع‌تر رندر می‌کنند.
  • استفاده از سخت‌افزار قدرتمندتر: استفاده از سخت‌افزار قدرتمندتر، باعث افزایش سرعت رندر می‌شود.

 انتخاب موتور رندر و نرم‌افزار میزبان مناسب به عوامل مختلفی، از جمله نوع پروژه و بودجه پروژه، بستگی دارد.

یادگیری مفاهیم رندر به دلیل اینکه گزینه محور است کمی سخت است اما پس از یادگیری اصول اولیه و شناخت رندر وب سایت های تخصصی مانند irendering و همچنین یوتیوب بسیار مفید است

در ابتدا تنظیمات مربوط به کانفیگ یک صحنه را انجام دهید تا به یک نتیجه مطلوب برسید سپس میتوانید اقدام به انجام به تغییرات حرفه ای تر بکنید

اگر از نورپرداری iml استفاده کنید یک نور محیطی کافی است اما برای رسیدن به نتایج مطلوب حتما باید نورپردازی خوبی داشته باشید

نویسنده : مجید پویافر
منبع: پرشین انیمیشن
استفاده از این مطالب با ذکر نام سایت بلامانع است.

امیدوارم که این مطلب برای شما مفید بوده باشد اگر این مقاله را دوست داشتید از شما درخواست میکنم آن را به اشتراک بگذارید.

دوره آموزش آنلاین

انیمیشن سازی سه بعدی با نرم افزار مایا

دوره آموزش انیمیشن‌سازی سه بعدی با نرم‌افزار مایا، یک دوره آموزشی جامع است که به صورت آنلاین و در بستر اسکای روم به صورت هفتگی تشکیل می‌شود و به هنرجویان کمک می‌کند تا اصول و تکنیک‌های انیمیشن سه بعدی را با استفاده از نرم‌افزار مایا بیاموزند

مقاله های مرتبط با این موضوع

پیشنهاد می کنیم جهت افزایش سطح دانش در انیمیشن، سایر مقاله های سایت پرشین انیمیشن را هم مطالعه نمایید

امیدوارم که این مطلب برای شما مفید بوده باشد اگر این مقاله را دوست داشتید از شما درخواست میکنم آن را به اشتراک بگذارید.

نوشته قبلی

موتور رندر چیست؟

نوشته بعدی

درباره موتور رندر آرنولد

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لوگوی پرشین انیمیشن

جهت استفاده از تمام امکانات سایت لطفا در آن ثبت نام نمایید

سبد خرید
ورود

هنوز حساب کاربری ندارید؟

ایجاد حساب کاربری