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http://www.glossar.de/glossar/z_rendering.htm

Übersicht:

Rendering
Blendenflecke
Bones
Bump-Map
Caustics
Environment-Map
inverse Kinematik
Metaballs
Morphen
Partikelsystem
Physik-Simulation
prozedurale Textur
Reflection-Mapping
Shadow-Map
Textur
Texture Mapping
uv-Texturkoordinaten

  
Rendering

Englische Bezeichnung für "Übersetzung" oder "Übertragung" - Im CAD- und Grafikbereich versteht man unter Renderung die optische Aufwertung eines dreidimensionales CAD-Modells oder eines zweidimensionalen Pixelbildes mittels computerunterstützter Prozesse / Algorithmen. Dazu können beliebige Lichtquellen positioniert sowie Farben bzw. Texturen und jede Menge Effekte zugeordnet werden.

siehe auch c't 2/1998
Heise Online

 
Blendenflecke

In der realen Photographie spiegelt sich direkt einfallendes Licht zwischen den Linsen eines Kameraobjektives - trotz Oberflächenvergütung. Dadurch entstehen mehrere Lichtflecken auf dem Film in Form der Blende (z. B. Fünfeck). Hinzu kommen Stern- und Halo-Effekte.

Gute Renderingprogramme ahmen diese "Unsauberkeiten" nach, um Lichtquellen so abzubilden, wie man es von Zelluloidaufnahmen her kennt. Kameraschwenks in Animationen lassen die Lichtfiguren dramatisch über die Bildfläche wandern.
 

Bones

... dienen zur Animation komplexer Objekte mit Hilfe simpler Skelette (Bones - engl. für "Knochen"). Am Skelett lassen sich die gewünschten Posen wie an einer Gliederpuppe einstellen - unterstützt durch die inverse Kinematik.
 

Bump-Map

In einer Bump-Map werden Helligkeitswerte in der Textur (links im Bild) beim Rendering so interpretiert, daß sie als Höhenunterschiede auf der Oberfläche eines Objekts wiedergeben werden. Dadurch kann ohne aufwendige 3D-Modellierung verzichtet werden, selbst wenn die Poren einer Orange oder die Krater eines Mondes nachzubilden sind.
Die BumpMap schlägt sich in der Schattierung der Oberfläche nieder, nicht aber in den Umrissen der 3D-Modelle: Ein Mond mit Kratern, die per Bump-Map erzeugt wurden, bleibt im Profil kreisrund - anders als beim Displacement Mapping, das aber extrem fein aufgelöste Objekte voraussetzt.
 

Caustics

Caustics sind ein Lichtbündelungsphänomen, das bei modernen Renderingprogrammen angewendet werden kann: Die "Kaustik" ist die Brennfläche bei Sammellinsen oder Hohlspiegeln, auf der sich die Schnittpunkte benachbarter Parallelstrahlen nach der Brechung bzw. nach der Reflexion befinden. Bei spiegelnden Flächen nennt man dieses Phänomen übrigens üblicherweise katakaustisch.

Caustics sind in der Natur überall dort zu beobachten, wo das Licht auf durchsichtige Stoffe oder Körper trifft, die in der Lage sind Licht, zu bündeln. Wenn also beispielsweise ein Glaslkörper auf einem Tisch steht und Licht auf diesen trifft, so lassen sich auf der Tischfläche Flecken konzentrierten Lichtes beobachten. Vergleichen Sie dazu die beiden Bilder: oben ohne und unten mit Caustics.

Viele Renderingprogramme sind allerdings (noch) nicht in der Lage, diese Lichtflecken reell zu berechnen - sie können also nicht wirklich Licht durch Glas, Wasser etc. schicken. Dieser Umstand beruht häufig auf Grenzen der gängigen Raytracingverfahren. Ein Programm, das imstande ist, hundertptozentige Lichtsimulationen zu berechnen, setzt zudem (noch) recht leistungsstarke Computer voraus. Deshalb simmulieren viele Programme Caustics "nur" über ausgetüftelte Algorithmen.

Durch "normale" Caustics ergeben sich beim Rendering die beschriebenen Lichtreflexe auf Objektoberflächen. Durch "Volume Caustics" erzielt man vergleichbare Effekte sogar innerhalb von Nebel, Rauch und Wasser etc.

• siehe auch Pressemitteilung "CINEMA 4D XL R7 - Weltpremiere auf der CeBIT 2001" im AEC.WEB.
   

Environment-Map

Im leeren Raum lassen sich keine wirkungsvollen Szenen mit metallischen Objekten herstellen: es fehlt eine Umgebung, die sich in den Oberflächen spiegelt. Darum können viele Rendering- Programme mit einer Environment-Map arbeiten, dem zweidimensionalen Bild einer erfundenen Umgebung, das sich dann in den Objekten widerspiegelt. Dieses Verfahren erlaubt außerdem Metalleifekte ohne die komplette Berechnung der Spiegelungen - Raytracing.
 

inverse Kinematik / IK

Finger, Arme und Beine sind aus unzähligen Gliedern zusammengesetzt. Um eine Pose einzustellen (oder zu animieren), müßte man alle Körperglieder einzeln in die gewünschte Lage bringen (Vorwärts-Kinematik). lnverse Kinematik vereinfacht das: mit ihrer Hilfe verhält sich das 3D-Modell wie eine Gliederpuppe. Es genügt zum Beispiel, an einer Fingerkuppe zu ziehen, um den Finger zu strecken - oder sogar den gesamten Arm.
 

Metaballs

Organisch runde 3D-Modelle entstehen meist mit Hilfe von Splines, oft aber auch mit Metaballs: Kugeln, die wie flüssiges Metall zäh aneinanderkleben.

• siehe auch Bézier-Kurve, Freiformlinie, NURBS, Spline und TCB (Tension, Continuity, Bias)
   

Morphen / Morphing

Durch Überblenden einer geometrischen Struktur oder eines Bildes kann man eine z.B. Teekanne in eine Kugel verwandeln oder mit der Mimik von Gesichtern spielen.

Partikelsystem

Es wäre zu aufwendig, Tausende von Funken; Regentropfen oder Sprudelbläschen als einzelne Objekte zu erzeugen und in Bewegung zu setzen. Partikelgeneratoren erzeugen solche Teilchenschwärme automatisch aus Angaben zu Richtung, Geschwindickeit und Zufallseinflüssen. Rendering-Software bewegt die Partikel nach den Gesetzen der Physik automatisch.

Physik-Simulation

Sind von den 3D-Objekten Masse, Reibung und andere physikalische Größen bekannt, läßt sich der Verlauf einer Bewegung automatisch simulieren - anstatt ihn mühsam per Hand programmieren zu müssen. So springt beispielsweie ein Ball eine Treppe herab, oder ein Partikelsystem aus Meteoriten prallt von einem Raumschiff ab.
 

prozedurale Textur

Herkömmliche Texturen werden aus aufprojizierten zweidimensionalen Bildern erzeugt. Um die dreidimensionale, innere Struktur von Marmor, Holz und anderen Materialien nachzubilden, benutzt man statt dessen errechnete Muster: prozedurale Texturen.
 

Reflection-Mapping

Effekt, der beim Rendering Reflexionen auf der Oberfläche eines glänzenden Objektes erzeugt.
 

Shadow-Map

Ohne großen Rechenaufwand erzeugt reines Raytracing (ohne "weiche Ränder") unrealistisch harte Schatten (linkes Bild). Schneller und mit weichen Schatten arbeiten Shadow-Map-Verfahren. Dieses Verfahren versagt aber bei transparenten Objekten.

Textur

Texturen sind Bilder / Muster von Oberflächenmaterialien wie Stein, Holz oder Glas, die von Renderingprogrammen auf dreidimensionale CAD-Modelle aufgetragen werden.

Texture Mapping

Überlagerung einer Fläche mit einem Muster / Textur inklusive perspektivischer Korrektur, z.B. einer Holzmaserung auf einem Möbelstück oder einer Wand mit Tapete in perspektivischer Ansicht. Auch ein Video kann als Textur benutzt werden.
 

uv-Texturkoordinaten

Verformt man 3D-Körper, die mit einer Textur versehen sind, verschiebt sich das Texturbild in der Regel unnatürlich (im Bild links). Spline-Flächen und speziell vorbereitete Polygon-Objekte besitzen dagegen Koordinatenlinien auf ihrer Oberfläche. Nutzt man sie zum Auftragen der Textur, verformt sich das Farbmuster, als ob es auf die Fläche gemalt wäre (im Bild rechts)

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siehe auch (auf anderen Glossar-Seiten):

CAD
Bildformate (GIF, JPEG, PNG, ...)
Darstellen und Visualisierung
IBR (Image-based Rendering)
Koordinaten
Modellbildung
Rechte-Hand- und Rechte-Daumen-Regel

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• Software - siehe auch: Shareware- und Low-Budget-Software im AEC.WEB

siehe auch Beitrag im AEC-WEB (nur mit einer Online-Verbindung):

über Bildformate, Farbtiefe, Farbreduzierung
3D-Visualisierung
2D-Grafik und 3D-Modelle im INTERNET
 

 
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