照片級(jí)的CG渲染,意味著CG合成圖像的最終呈現(xiàn)效果如照片一般真實(shí)。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo),需要具備很多素質(zhì)和條件。而制作過程從收集參考圖、建模、再到渲染,每一個(gè)環(huán)節(jié)都非常重要,也都關(guān)乎最終效果的呈現(xiàn)。
關(guān)于如何實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的渲染,我們有以下“四大趨勢(shì)”,“三大技術(shù)要素”,以及“一大能力” 和大家分享。
四大趨勢(shì)
了解渲染的發(fā)展趨勢(shì),才能整體把握重點(diǎn),站在行業(yè)最前沿。如今,渲染有如下四個(gè)發(fā)展趨勢(shì):
1.越來越復(fù)雜的模型和場景
內(nèi)容制作要求越來越高,場景越來越復(fù)雜,顯示分辨率要求越來越高。
2. 照片級(jí)真實(shí)的效果
對(duì)于設(shè)計(jì)師而言,設(shè)計(jì)渲染的結(jié)果越精準(zhǔn)越能作出更好的決策。
3. 可預(yù)見性的要求
可預(yù)見性的可視化方式被用于從最初的創(chuàng)意到最后的效果,即用戶不希望最終的呈現(xiàn)效果和一開始的設(shè)計(jì)有很大出入,每一個(gè)制作步驟都希望是可控制的和可預(yù)見的。
4. VR虛擬現(xiàn)實(shí)
創(chuàng)建VR立體渲染效果需要更多的計(jì)算能力。
三大技術(shù)要素
日益嚴(yán)格的要求對(duì)渲染技術(shù)也提出了新的挑戰(zhàn),但隨著GPU在渲染技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展,配合其他先進(jìn)技術(shù),其已經(jīng)能夠大幅提升渲染效果和速度,為相關(guān)從業(yè)人員帶來顛覆性的渲染體驗(yàn)。
1. 渲染速度
快速的渲染是產(chǎn)品設(shè)計(jì)師和建筑師創(chuàng)建交互式、照片級(jí)寫實(shí)的大型3D模型的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)師可以知道每一次渲染后的效果,設(shè)計(jì)的每一個(gè)過程都將可控。傳媒娛樂領(lǐng)域的專業(yè)人士將能夠在準(zhǔn)確的光影環(huán)境下瀏覽自己的作品,并與之交互。
從前,采用主流CPU需要幾小時(shí)才能完成離線渲染。渲染階段非常耗時(shí),很容易讓人視覺疲勞,失去新鮮感而迷失方向?,F(xiàn)在使用GPU只需要幾分鐘的時(shí)間,最終畫面的質(zhì)量也隨著渲染時(shí)間的縮短而提高。
2. 光線追蹤
光線追蹤通過模擬光線的物理行為來生成高度逼真的圖像。光線追蹤通過追蹤光線從觀者的眼睛穿過虛擬3D場景的路徑來計(jì)算像素的顏色。光線在穿過場景時(shí)可能會(huì)從一個(gè)物體反射到另一個(gè)物體(引起反射)、被物體阻擋(引起陰影)、或穿過了透明或半透明物體(模擬半透明或電介質(zhì),如玻璃或水)。所有這些交互結(jié)合起來就產(chǎn)生了屏幕上所顯示像素的最終顏色。
為什么光線追蹤會(huì)被視為計(jì)算機(jī)渲染的未來?原因就在于其創(chuàng)建照片級(jí)寫實(shí)圖像的能力。如今的光線追蹤渲染器主宰著虛擬效果制作和動(dòng)畫特效領(lǐng)域。大規(guī)模并行GPU的出現(xiàn)擴(kuò)展了光線追蹤的應(yīng)用空間。
3. AI去噪
不管是攝影還是CG渲染,噪點(diǎn)都是個(gè)挑戰(zhàn)。雖然光線追蹤能夠產(chǎn)生高度逼真的圖像,但是為每張圖像模擬數(shù)百萬個(gè)虛擬光線意味著強(qiáng)大的計(jì)算性能。部分計(jì)算的圖像會(huì)出現(xiàn)很多噪點(diǎn),就像在昏暗環(huán)境中拍攝的照片一般。
AI去噪功能可加速清除圖像中的顆粒感。觀察去噪前和去噪后的圖片可以明顯看到啟用和不啟用AI去噪技術(shù)的區(qū)別。利用GPU進(jìn)行深度學(xué)習(xí),從部分完成的結(jié)果中預(yù)測最終渲染圖像,可以在更短的時(shí)間去噪,生成高質(zhì)量的圖像。
NVIDIA一直致力于GPU渲染創(chuàng)新解決方案,以提供照片級(jí)的渲染體驗(yàn)。已推出搭載NVIDIA RTX光線追蹤技術(shù)的Quadro GV100 GPU,可提供電影級(jí)畫質(zhì)的實(shí)時(shí)渲染;利用AI深度學(xué)習(xí),在去噪上也迎來了新的進(jìn)展。
一大能力
即學(xué)習(xí)能力。擁有技術(shù)支持固然重要,但技術(shù)只會(huì)越來越強(qiáng)大和智能,關(guān)鍵的因素還是人。正如其他知友所述,要?jiǎng)?chuàng)作出盡可能真實(shí)的CG作品,制作者本身必須具備一定的素質(zhì),包括對(duì)真實(shí)畫面的感覺、一定的審美功底,以及對(duì)軟件的使用技能等要求。因此學(xué)習(xí)能力很重要。