Handleiding voor 3D-rendering

Bij 3D-rendering wordt een fotorealistische 2D-afbeelding gemaakt op basis van 3D-modellen. 3D-rendering is de laatste stap bij 3D-visualisatie, waarbij op basis van objecten modellen worden gemaakt, die objecten worden getextureerd en belichting aan de scène wordt toegevoegd.

Met 3D-renderingsoftware wordt op basis van alle gegevens van het 3D-model een 2D-afbeelding gecreëerd. Dankzij nieuwe texturerings- en belichtingsmogelijkheden is die 2D-afbeelding niet te onderscheiden van een echte foto of kan deze er opzettelijk gestileerd uitzien – dat is aan de kunstenaar en afhankelijk van het doel van de visualisatie.

Hoewel de termen "3D-rendering" en "3D-visualisatie" soms door elkaar worden gebruikt, is 3D-rendering in feite het laatste stadium van het 3D-visualisatieproces. Hieronder volgt een uitvoerige uitsplitsing van het 3D-visualisatieproces, met 3D-rendering als laatste stap.

Er zijn verschillende manieren om een 3D-model of een volledige scène te maken. Met sommige sculptingapplicaties kun je veelhoeken maken en vormgeven, die uiteindelijk een 3D-asset worden. Dit type modellering zou bijvoorbeeld vooral geschikt zijn voor het maken van organische elementen, zoals planten of mensen, aangezien het zich heel goed leent voor een artistieke interpretatie van min of meer onregelmatige vormen.

Er zijn ook andere benaderingen. Andere modelleertools zijn gericht op het maken van randen en oppervlakken (in plaats van veelhoeken) in een driedimensionale ruimte. Door op deze manier 3D-assets te maken, is een grote wiskundige nauwkeurigheid mogelijk. Deze tools worden dan ook vaak gebruikt voor industriële vormgeving of CAD-modellering (computer-aided design).

Je kunt er ook voor kiezen om een bestaand object met een speciale tool te 'scannen'. Op basis van de gegevens die daarmee worden vastgelegd, kun je het object opnieuw maken in een 3D-ruimte. Of misschien ga je liever voor procedurele generatie, waarbij de software een model voor jou maakt op basis van een reeks eerder vastgestelde wiskundige regels.

Maar hoe je je 3D-model ook maakt, de volgende stap bestaat uit 3D-texturering.

Veelhoeken bepalen de vorm van 3D-objecten, maar hebben zelf geen kleur en oppervlakdetails. Kunstenaars kunnen aan elke veelhoek in een 3D-object een textuur toewijzen. Texturen kunnen eenvoudige monochrome kleuren zijn, of ze kunnen het uiterlijk van vrijwel elk oppervlak simuleren – van natuurlijke materialen, zoals een stuk rots of hout, tot en met industriële metalen of kunststof oppervlakken.

Eén 3D-object kan zijn opgebouwd uit duizenden, zo niet miljoenen, veelhoeken. Het object kan de moderne, industriële gladheid van een keukenmixer of de grove huid van een olifant lijken te hebben, maar bestaat in de kern nog steeds uit een object dat is opgebouwd uit veelhoeken en min of meer lege oppervlakken. Met de juiste 3D-materialen is het echter mogelijk om de illusie van 3D-diepte te creëren. Met deze texturen wordt niet alleen maar reflectie of kleur aan een object toegevoegd: er kunnen kleine details worden toegevoegd, zoals stiksel op kledingstof, of rijen klinknagels langs de rand van een industrieel metalen oppervlak. Het zou uiterst tijdrovend zijn om dergelijke details te creëren als je die met de hand aan de geometrie van een object zou moeten toevoegen.

3D-objecten moeten er precies zo uitzien als in het echt. Dit geldt met name voor veelvoorkomende gebruikstoepassingen zoals architectonische renderings en architectuurvisualisaties, waarmee een eenvoudige plattegrond kan worden omgezet in een duidelijke toekomstvisie.

Realistische lichtbronnen spelen een doorslaggevende rol bij het omzetten van een verzameling veelhoekige objecten in een ruimte die er realistisch uitziet. 3D-kunstenaars voegen in het algemeen echter niet zelf licht of schaduw toe. In plaats daarvan worden bij een 3D-scène instellingen opgenomen voor de richting, de intensiteit en het type lichtbron die de verschillende objecten verlicht.

Texturen die met de Adobe Substance 3D-toolset zijn gemaakt, volgen standaard de principes voor fysiek gebaseerde rendering (physically based rendering, PBR), en zullen er dus in alle belichtingsomstandigheden realistisch uitzien. Een houten tafel zal er dus nog steeds als een houten tafel uitzien, ongeacht of die nu op een zonnig terras, binnenshuis of zelfs diep onder de grond wordt geplaatst.

Wat belangrijk is, is dat sommige oppervlakken en materialen op hun eigen manier licht ombuigen en daar interactie mee hebben. Glas en ijs zijn doorschijnend, dus ze reflecteren en breken het licht. Licht speelt op de oppervlakte van water en andere vloeistoffen, terwijl bij een prisma een kleine regenboog ontstaat wanneer het licht het op een bepaalde manier raakt. Een scène die nauwkeurig is getextureerd en kunstig is belicht, kan een boeiend en dramatisch effect hebben.

Nadat de 3D-objecten zijn gemaakt en getextureerd en de omgeving is belicht, begint de 3D-rendering. Dit is een door de computer gestuurd proces waarbij in feite een 'momentopname' van je scène wordt gemaakt, vanuit het door jou gekozen gezichtspunt. Het resultaat is een 2D-afbeelding van je 3D-scène.

Renderingsoftware kan één afbeelding maken, of kan een groot aantal afbeeldingen snel achter elkaar maken om de illusie van real-time beweging te creëren.

Rendering is geen uniform proces: er zijn diverse methoden die kunnen worden gebruikt, zoals real-time, raytracering, enzovoort, die de kwaliteit van de rendering kunnen beïnvloeden. Ga voor meer informatie over de grafische processor en de mogelijkheden daarvan naar de pagina met hardwarevereisten voor Adobe 3D.