آشنایی کامل با واژه رندر و انواع آن

ممکن است تا کنون کلمه رندر را شنیده باشید. اما آیا اطلاع دقیقی از معنی اصلی این واژه دارید؟ برای آشنایی کامل با واژه رندر و انواع آن باید ابتدا بدانیم این کلمه در چه موارد استفاده می شود. وقتی عبارات یا مقالات مرتبط با انیمیشن یا صحنه های گرافیکی می خوانید مطمئنا با این کلمه مواجه خواهید شد. حتما ذهنتان درگیر می شود معنی اصلی این کلمه چیست. در حقیقت، این عبارت به معنای پرداخت صحنه است. برای اینکه دقیقا با معنی پرداخت صحنه، کاربرد و انواع آن آشنا شوید، بهتر است در ادامه این مقاله با ما همراه باشید.

رندر چیست؟

همانطور که در بالا اشاره کردیم، این واژه به معنای پرداخت تصویر است. بیشترین کاربرد آن در ساخت تصاویر سه بعدی است. اگر بخواهیم ان را به صورت ساده تر تعریف کنیم باید بگوییم برای اینکه یک صحنه سه بعدی بتواند از نرم افزار خروجی بگیرد نیاز به سپری شدن یک مدت زمان خاص است. این امر سبب می شود بار اصلی ماجرا بر دوش برنامه نویسان و توسعه دهندگان سیستم ها سخت افزاری و کامپیوتری باشد. زیرا آنها باید در این مرحله اطلاعات و داده های کاملی در مورد اشیاء، انواع مدلسازی ها، انیمه سازی، نواع سیستم های ذره ای ( مانند دود، انفجار، آتش،، گرد و خاک، بخار، آب، دریا، سیل و …)، دینامیک، انواع نورپردازی ها، سایه ها، ابرها، دوربین، نحوه حرکت و بسیاری موارد دیگر را در اختیار کامپیوتر قرار دهند تا قادر به پردازش این موارد باشد.

 

پردازش تصویر با استفاده از نرم افزار پرداخت

 

مقوله پرداخت تصویر در ساخت انواع انیمیشن ها و همچین تصاویر سه بعدی به یکی از مهمترین و چالش برانگیزترین مسائل تبدیل شده است. زیرا اگر کمپانی های بزرگ و معتبر فعال در حوزه ساخت انیمیشن یا حتی بازی های رایانه ای توانند تخمین و برآورد درستی از زمان خروجی هر انیمیشن یا بازی داشته باشند مطمئنا با شکست مواجه خواهند شد. هزینه هایی که برای ساخت انیمه و استخدام کادر صرف کرده اند هدر خواهد رفت. آنها به دلیل یان شکست نیروی انسانی خود را نیز از دست خواهند داد. در یک مثال ساده اگر ما بخواهیم تعداد فریم های نشان داده ده در هر ثانیه برابر با 25 باشد، باید از رندر استفاده کنیم. زیرا پرداخت تصویر در حقیقت مدت زمان لازم برای ایجاد هر تصویر است. البته به یاد داشته باشید در برخی مواقع ممکن است مدت زمان لازم برای پرداخت تصویر های تک فریم تا حدود 20 ساعت نیز طول بکشد.

در ادامه تصور کنید که شما صحنه ای را خلق کرده اید که برای پرداخت تصویر در هر فریم زمانی حدود 4 ساعت صرف کرده اید. اگر مدت زمان هر فریم هم حدود 30 ثانیه باشد. با یک حساب ساده می توان چنین گفت مدت زمان لازم برای پرداخت هر ثانیه از این تصویر حدود 120 ساعت خواهد بود. حالا تصور کنید انیمیشن شما یک دقیقه زمان دارد. برای محاسبه تعداد فریم ها باید تعداد ثانیه های فیلم را در 30 (مدت زمان لازم برای هر فریم) ضرب کرده و در نهایت در 4 ساعت ( مدت زمان لازم برای پرداخت هر ثانیه از فریم) ضرب کنید. عدد نهایی برابر با 7200 ساعت خواهد بود. این زمان به اندازه 300 روز طول خواهد کشید. مطمئنا تا کنون پشت صحنه فیلم ها یا کلیپ های انیمیشنی را دیده اید. در برخی موارد برای خروجی گرفتن از یک فریم بیش از 3000 دقیقه زمان صرف می شود.

انواع رندر

  • پیش فرض دار یا خطار دار (Biased)

برای ساخت انیمیشن باید از نرم افزارهای پرداخت تصویر دارای پیش فرض و محدودیت استفاده کرد

در این حالت، کاربر از طریق اعمال محدودیت های یا پیش فرض هایی قادر به کنترل و مدیریت شرایط می باشد. در نتیجه، در چنین شرایطی مدت زمان لازم برای دستیابی به تصویر دلخواه، با توجه به محدودیت های موجود در امکانات سخت افزاری و نرم افزاری و همچنین زمان قابل کنترل و مدیریت می باشد. البته الگوریتم های موجود در این روش برای کارهایی که به کیفیت تصویر فوق العاده بالا نیاز ندارند یا در انیمیشن ها، فیلم ها و بازی های رایانه ای مختلف مناسب می باشد. کیفیت تصویرهای پرداخت شده با استفاده از سیستم های دارای نرم افزار های Biased، با اعمال محدودیت ها و پیش فرض های بسیار سختگیرانه، به واقعیت بسیار نزدیک خواهد بود. در حقیقت، در این شیوه از پرداخت تصویر با ساده سازی شرایط به نسخه کاملی دست خواهید یافت که با تخمین پیکسل ها در زمان کوتاه تری به نتیجه دلخواه خواهند رسید. نکته مهمی که در این شیوه باید اجرا شود این است که کاربر باید با هریک از تنظیمات اولیه و تاثیر نهایی آنها آشنا باشد. تا بتواند با تکیه بر دانش کافی و به خرج دادن حوصله، پرداخت تصاویر را به بهترین حالت انجام دهد.

  • فاقد پیش فرض و فاقد خطا (unbiased)

 

پرداخت تصور بدون پیش فرض شیوه ای مناسب برای طراحی داخلی

در این شیوه باید تاثیر هر ذره و به صورت جزء به جژ پردازش شود. به عبارت ساده، تمام ذرات و اجزای مدل در این شیوه بر نتیجه نهایی تاثیر گذار خواهند بود. در این روش، هر پرتو نور می تواند تا بینهایت بازتاب مورد تجزیه و تحلیل قرار بگیرد. در نتیجه، در این شیوه عاملی به نام زمان پرداخت تصویر معنا ندارد. به همین دلیل، ممکن است برخی محاسبات وابسته به پرداخت تصویر در این شیوه هرگز به پایان نرسد. زیرا در این روش، هر چه زمان بیشتری برای پردازش تصویر در اختیار سیستم قرار داده شود، قطعا به نتیجه نهایی بسیار عالی و باکیفیت و نزدیک به دنیای واقعی دست خواهیم یافت. با توجه به همین این موارد، متوجه شده اید که استفاده از این روش برای گردازش در لحظه اصلا انتخاب مناسبی نخواهد بود. اما برای خلق تصاویر بسیار رئال و واقعی این روش موفق ترین نتایج را به دنبال خواهد داشت.  با توجه به مزایای این شیوه، غالبا معماران و مهندسان طراحی داخلی به منظور نمایش قدرت مدلسازی خود از روش های unbiased استفاده می کنند. به یاد داشته باشید، برای استفاده از این شیوه باید زمان کافی و سیستم سخت افزاری مناسب در اختیار داشته باشید.

مقایسه انواع روش های پردازش تصویر

 

تفاوت روش biased و unbiased

نتیجه ای که از مقایسه دو شیوه مختلف پرداخت تصویر به دست آید، کاملا قطعی و مطلق نیست. زیرا در مورد شیوه فاقد پیش فرض یا unbiased هرچه زمان بیشتری برای پردازش تصاویر در اختیار سیستم قرار داده شود، به خروجی نهایی بهتری دست خواهیم یافت. اما در مورد روش biased یا پیش فرض دارف هرچه محدودیت ها و پیش فرض ها سختگیرانه تر باشند به طبع نتیجه خروجی از دقت بالاتری برخوردار بوده و بسیار واقعی خواهد بود. نکته مهمی که در استفاده از این شیوه ها باید مد نظر قرار دهید این است که در صورت مواجهه با محدودیت های زمانی با استفاده از روش biased تصاویر با کیفیت تر و واقعی تر در مقایسه با روش unbiased بدست خواهید آورد. به همین دلیل ما توصیه می کنیم، اگر به سیستم قوی از لحاظ سخت افزاری دسترسی ندارید و از سوی دیگر با محدودیت زمانی مواجه هستید حتما استفاده از شیوه biased را در دستور کار خود قرار دهید.

عوامل موثر بر افزایش و کاهش سرعت پرداخت تصویر

 

عوامل موثر بر سرعت پردازش تصویر

برای اشاره به این مورد می توان چنین گفت هرچه جزئیات موجود در هر تصویر یا فریم ( از جمله سیستم های ذره ای، گرد و غبار، باران، سیل، انفجار، دود، آتش، نورپردازی ها، انواع سایه ها، دینامیک، موف پارچه ها و لباس ها و ….) زیادتر باشند. مدت زمان لازم برای پرداخت آن فریم بیشتر خواهد بود. در نتیجه سرعت پرداخت تصویر کاهش و مدت زمان آن افزایش خواهد یافت. به همین دلیل، نرم افزاری جدید تولید و عرضه شده که می  تواند به سازندگان انواع انیمیشن ها برای کاهش زمان پرداخت فریم ها کمک کند. این نرم افزار رندر فارم نام دارد.