3D渲染是什么？区分实时与非实时渲染 _3D渲染

什么是3D渲染
3D渲染是指将3D计算机图形处理转换为2D图像的过程。在这个过程中， 3D模型被转换成为具有逼真效果的2D图像，以便在屏幕或其他媒体上呈现。3D渲染技术已经广泛应用于电影、游戏、建筑、汽车设计等领域。

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3D渲染技术包括光线追踪、粒子渲染、实时渲染等多种方法。光线追踪是一种基于物理学原理的渲染技术，通过模拟光线的传播来计算场景中每个像素的颜色。粒子渲染则是利用大量粒子来模拟场景中的光影效果，适用于表现雨、烟雾、火等效果。实时渲染则是在实时运行中对场景进行渲染，适用于游戏、虚拟现实等应用场景。
3D渲染技术的应用越来越广泛，可以为用户带来更加逼真的视觉效果。但是，在实际应用中，还存在一些问题需要解决，比如光线追踪需要消耗大量计算资源，实时渲染的帧率也受到限制。因此，在设计和实现3D渲染技术时，需要权衡逼真效果和实时性能之间的关系，以满足不同应用场景的需求。

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总之， 3D渲染技术是将3D模型转换为2D图像的重要手段，可以为用户带来逼真的视觉效果。随着技术的不断发展， 3D渲染技术将会越来越成熟，为更多的应用场景提供支持。
【3D渲染是什么？区分实时与非实时渲染】渲染方法
渲染是从准备好的场景中创建实际2D图像或动画的最终过程。这可以与现实生活中的设置完成后拍照或拍摄场景进行比较。目前已经开发了几种不同且通常是专门的渲染方法。这些范围从明显不真实的线框渲染到基于多边形的渲染，再到更高级的技术。

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例如：扫描线渲染、光线追踪或光能传递。对于单个图像/帧，渲染可能需要几分之一秒到几天的时间。
实时渲染
交互式媒体（例如游戏和模拟）的渲染以大约每秒20到120帧的速率实时计算和显示。在实时渲染中，目标是尽可能多地显示眼睛可以在几分之一秒内处理的信息（也就是“在一帧中”：在每秒30帧的动画的情况下，一帧包含30分之一秒）。

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主要目标是以可接受的最低渲染速度（通常为每秒24帧，因为这是人眼成功创建运动错觉所需的最低速度）实现尽可能高的照片级真实感。事实上，可以在眼睛“感知”世界的方式上进行剥削，因此，最终呈现的图像不一定是真实世界的图像，而是接近人眼所能承受的图像。
渲染软件可以模拟镜头光晕、景深或运动模糊等视觉效果。这些尝试模拟由相机和人眼的光学特性产生的视觉现象。这些效果可以为场景增添真实感，即使效果只是相机的模拟人工制品。这是游戏、交互式世界和VRML中采用的基本方法。

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计算机处理能力的快速提升使得即使对于实时渲染（包括HDR渲染等技术）也具有越来越高的真实感。实时渲染通常是多边形的，并由计算机的GPU辅助。
非实时渲染
非交互式媒体（例如故事片和视频）的动画可能需要更多时间来渲染。非实时渲染可以利用有限的处理能力来获得更高的图像质量。对于复杂场景，单个帧的渲染时间可能从几秒到几天不等。渲染的帧存储在硬盘上，然后传输到其他媒体，如电影胶片或光盘。然后以高帧速率（通常为每秒24、25或30帧(fps)）顺序显示这些帧，以实现运动错觉。

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当目标是照片真实感时，会采用光线追踪、路径追踪、光子映射或光能传递等技术。这是数字媒体和艺术作品中采用的基本方法。已经开发出用于模拟其他自然发生效应的技术，例如光与各种形式的物质的相互作用。此类技术的示例包括粒子系统（可以模拟雨、烟或火）、体积采样（模拟雾、灰尘和其他空间大气效果）、焦散（模拟光通过不均匀的光折射表面聚焦，例如在游泳池底部看到的光波纹）和次表面散射（模拟光在固体物体的体积内反射，例如人体皮肤）。