Как работает технология рендеринга 3D моделей в современных онлайн играх?

Технология рендеринга 3D-моделей в современных онлайн-играх работает с помощью специальной программы, которая переводит модели и сцены в плоское изображение. 1

Процесс начинается с того, что каждая сцена и модель, созданная автором, содержит математические данные. 1 Эти данные поэтапно обрабатываются и преобразуются в изображение. 1 В процессе модели «обрастают» подробностями: появляются чёткие линии контура, цвет и оттенки, модели начинают отбрасывать тени и отражаться согласно законам физики. 1

Некоторые методы рендеринга и их особенности:

• Растеризация. 15 Модель делится на большое количество полигонов с помощью сетки. 1 Вершины полигонов содержат информацию о цвете, текстуре и расположении. 1 При запуске рендеринга вершины проецируются перпендикулярно камере на пустую плоскость. 1
• Рейкастинг. 15 Из точки наблюдения к объектам сцены направляются лучи, определяющие цвет пикселей на экране. 5 В отличие от более сложной трассировки лучей, рейкастинг не учитывает дополнительные эффекты, такие как отражения или преломления, но позволяет достичь естественного эффекта перспективы. 5
• Трассировка лучей. 15 Углубляет визуализацию, позволяя лучам света интерактивно взаимодействовать с объектами сцены. 5 Этот метод создаёт изображения с высоким уровнем реализма за счёт точного моделирования отражений, теней и преломлений, однако требует значительных вычислительных мощностей. 5
• Трассировка пути. 5 Один из самых продвинутых методов рендеринга, максимально приближённых к физическим законам распространения света. 5 Трассировка пути обеспечивает исключительную фотореалистичность, хотя и является наиболее ресурсоёмкой техникой. 5

Для плавной работы интерактивной сцены или игры 3D-движок должен обрабатывать изображение не менее 20–25 кадров в секунду. 1 Чтобы обеспечить такую скорость, разработчики рекомендуют максимально оптимизировать процесс, например, снижать нагрузку на процессор или качество 3D-моделей и текстур. 1