Was ist eigentlich Rendering und wie funktioniert das? Auch du kannst von dieser Technologie profitieren. Wie das geht? Lies dir einfach diesen Blogbeitrag durch und du wirst Antworten auf viele deiner Fragen erhalten.
Was ist Rendering?
Auf Deutsch heißt Rendern “Übersetzen” oder “Wiedergabe”.
Es bezeichnet das Erstellen einer Grafik aus Rohdaten oder einer Skizze in einem Computer-Programm. Dadurch lassen sich dreidimensionale Objekte mit realistischen räumlichen Oberflächen darstellen.
Rendering – Fünf Schritte
- Vorbereitung: Input in Form von Daten (z.B. Fotos, Skizzen, Grundriss)
- Modeling: Nachbauen von 3D-Daten (digitaler Zwilling wird detailreicher, wenn mehr Infos aus Schritt 1 vorliegen)
- Shading: Farb- und Materialzuweisung
- Licht: Lichtsetzung in 3D-Szene (Lichtquellen werden im „Raum“ positioniert, Einstellungen angepasst und die ersten Testrenderings vorgenommen)
- Rendering: Kameras und Perspektiven definieren
Rendering – Erklärung
Einfach gesagt, werden zuvor programmierte Daten in zwei- oder dreidimensionale Bilder umgewandelt. Ein aufwendiger Prozess bestimmt, welche Eigenschaften auf die Rohdaten übertragen werden müssen. Rohdaten sind digitale Bildinformationen in ihrem ursprünglichen Zustand. Vor dem Rendern sind es im Endeffekt nur Datensätze, welche die visuellen Eigenschaften der Grafik oder des Bildes beschreiben.
Rendering – Technisch aufwendig
Es ist der technisch aufwendigste Aspekt der 3D-Produktion. Ähnlich wie ein Fotograf seine Fotos entwickeln muss, bevor er sie zeigen kann, muss ein Computergrafiker vorgehen. Rendern bezieht sich auf durchzuführende Berechnungen. Diese sind notwendig, um eine Szene von einer mathematischen Approximation in ein fertiges Bild zu übersetzen und es somit realistisch wirken zu lassen.
Arten des Renderings
Es gibt zwei Arten des Renderns. Diese unterscheiden sich in der Geschwindigkeit, mit der die Bilder berechnet und entwickelt werden.
- Echzeit-Rendering
- Offline-Rendering oder Pre-Rendering
Was ist Echtzeit-Rendering?
Diese Art des Renderings wird vor allem in Computerspielen und interaktiven Grafiken verwendet. Dort werden Bilder aus 3D-Informationen mit sehr hoher Geschwindigkeit berechnet.
Echtzeit-Rendering ist interaktiv, da man das Verhalten der Spieler nicht vorherbestimmen kann. Somit werden die Bilder “Live” gerendert. Damit die Bewegungen nicht abgehackt wirken, sondern flüssig sind, zeigt das Programm 18-20 Bilder pro Sekunde an. Nur so sieht das Bild optimal aus.
Hier siehst du, wie Echtzeit-Rendering z.B. für das Einrichten von Räumen genutzt werden kann:
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Was ist Offline- oder Pre-Rendering?
Diese Art des Renderings wird für Konstellationen verwendet, in denen die schnelle Bearbeitung nicht wichtig ist. Es wird für Animationen und Effekte eingesetzt, die möglichst fotorealistisch aussehen müssen. Da jedes Einzelbild vorhersehbar ist, wenden gerade große Studios viel Zeit pro Bild auf. Bis zu 90 Stunden kann das Rendering pro Bild dauern. Da der Zeitrahmen nicht begrenzt ist, können beim Offline-Rendering sehr viel realistischere Bilder produziert werden, als beim Echtzeit-Rendering.
Wie funktioniert Rendering?
Auch wenn Rendering für verschiedene Dinge eingesetzt werden kann, ist der grobe Ablauf überall ähnlich. Aber es gibt auch einige Unterschiede. Folgende Dinge benötigen unter Umständen unterschiedliche Prozesse:
- Videobearbeitung
- Bildbearbeitung
- Grafische Objekte erstellen
Rendering in der Videobearbeitung
Erstellt man einen Film, muss man diesen zunächst in verschiedene Ebenen einteilen. Bild, Ton, Text und Grafik werden zunächst separat bearbeitet. Erst im Schnittprogramm werden die einzelnen Objekte zu einem Gesamtbild zusammengefügt. Die einzelnen Spuren müssen mithilfe einer Zeitachse passend zusammengefügt werden. Im letzten Schritt des Renderings werden alle einzelnen Dateien zu einer abspielbaren Videodatei zusammengeführt.
Rendering beantwortet die Frage: Welche Farbe hat ein bestimmtes Pixel? Zur Erklärung schaue dir dieses kurze Video an:
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Rendering in der Bildbearbeitung
Ähnlich wie bei der Videobearbeitung wird auch das Foto in verschiedene Komponenten aufgeteilt. Diese Komponenten nennt man “Layer”. Somit können verschiedene Ebenen dargestellt werden: z.B. Hintergrund, Umgebung und zentrales Objekt.
Das Bild kann natürlich noch weiter aufgeteilt werden. Auf diese unterschiedlichen Ebenen werden verschiedene Effekte angewendet. Auch hier ist das Rendering der letzte Schritt zur Fertigstellung. Alle Komponenten werden zu einem Gesamtbild zusammengefügt.
Rendering zur Erstellung grafischer Objekte
Diese Funktion des Renderns ist besonders in den Bereichen Design, Animation, Architektur und Konstruktion sehr wertvoll. Die Objekte können hier als detailliertes, möglichst realistisches Modell, genutzt werden, um die Idee zu veranschaulichen. Die Rohdaten umfassen in diesem Fall sowohl die rein geometrische Form des Objekts als auch genaue Erläuterungen zur Oberflächenstruktur, Farben, Perspektiven, Lichtquellen, usw.
Mit einem speziellen Rendering Programm werden damit endgültige Objekte erstellt. Fertige 3D-Modelle können dann zum Beispiel in einen Online Shop eingebaut werden, damit sich Kunden das Objekt besser vorstellen können.
Welche Rendering Techniken gibt es?
Man unterscheidet drei verschiedene Rendering Techniken, die alle Vor- und Nachteile mit sich bringen. Jede einzelne Technik ist daher für unterschiedliche Situationen optimal.
- Scanline Rendering
- Raytracing
- Radiosity
Scanline Rendering
Scanline Rendering kann sehr gut für Situationen verwendet werden, wenn Renderings schnell erstellt werden müssen. Das Bild wird nicht pixelweise gerendert, sondern auf einer Polygon-Basis. Durch vorberechnete Beleuchtungen können auf einer High-End-Grafikkarte Geschwindigkeiten von 60 Bildern oder mehr pro Sekunde erreicht werden.
Raytracing
Diese Technologie berechnet jeden Pixel einzeln. Die Kamera verfolgt die Lichtstrahlen bis zum nächsten 3D-Objekt. Der Lichtstrahl wird durch eine festgelegte Anzahl von “Bounces” geleitet. Diese können je nach Material der 3D-Szene errechnen, ob der Strahl gebrochen oder reflektiert wird. Durch eine algorithmische Berechnung der Farbe des Pixels wird mehr Fotorealismus erzeugt. Raytracing rendert somit realistischer, aber langsamer als Scanline.
Radiosity
Radiosity berechnet unabhängig von der Kamera und orientiert sich nicht pixelweise, sondern oberflächenorientiert. Die wichtigste Aufgabe des Radiosity ist die Simulation der Oberflächenfarbe. Dabei wird indirekte Beleuchtung berücksichtigt. Sie ist vor allem durch sanfte, abgestufte Schatten und Farbverbluten charakterisiert. Das Licht “blutet” quasi auf die nahegelegenen Oberflächen.
Radiosity und Raytracing werden oft gemeinsam eingesetzt. So lassen sich beeindruckende fotorealistische Renderings produzieren.
Wie funktioniert Rendering bei Davea?
Wir nutzen Rendering, um 3D-Modelle verschiedener Möbel herzustellen. Mit diesen erstellen wir fotorealistische Raumszenen beim Virtual Home Staging. Außerdem kannst du die 3D-Modelle mit einer Augmented-Reality Funktion in deinem eigenen Raum erleben. Rendering bietet demnach Vorteile für verschiedene Zielgruppen: Architekten oder Makler können die 3D-Modelle zur optimalen Präsentation der Immobilien nutzen; Möbelhersteller können ihre Produkte besser vermarkten; Konsumenten haben den Vorteil, dass sie sich besser vorstellen können, wie die Produkte in ihrem Raum aussehen.
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