06 | 渲染数字世界:“欺骗”你的眼睛与大脑
方军
你好,我是方军。
构建数字世界的第一步,是对实体世界进行建模,这就是我们上节课所讲的“扫描实体世界”。下一步呢,我们就要用计算机在人眼前创造一个数字世界了,这一步我们称之为“渲染数字世界”,这是我们这节课要讨论的。
渲染(Render)在电脑绘图中指的是用软件把模型变成图像的过程。讨论元宇宙时,我们借用这个词来描述用计算机生成我们看到的三维立体画面、并最终呈现在我们面前的过程。
渲染数字世界的“引擎”
要渲染制作出一个我们肉眼可见的三维立体数字世界,通常需要下面三个步骤。
第一步,确定内容。我们要根据不同需求,在场景中放入各种三维模型,它包括建筑物、人、车等等,还包括光线。
第二步,设置互动。我们通常会设置物体和人物之间的互动关系,比如在一个游戏里,如果我们跳上台阶,会发生什么?如果我们向对面的恶龙投去标枪,它会怎么反击?
第三步,拍摄画面。顾名思义,这一步就是要设置虚拟摄像机,用它记录最终显示在屏幕上的画面。这个画面既可能供人事后观看,也可能是实时渲染出来供参与者观看的。
这里面每一步又有很多的细节,整体而言,由于我们关注的重点不同,我们会得到不一样的产品。比如,如果我们想要制作一个游戏,我们的重点可能是玩家和场景、和其他玩家的互动,最后输出的是一个互动性的游戏,视角是每个玩家的视角。
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AI
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数字世界的渲染在构建虚拟世界中扮演着重要角色,而引擎软件则是这一过程中不可或缺的关键。本文介绍了Three.js、Unity3D、Unreal Engine和英伟达的Omniverse等引擎软件,它们分别适用于在网页中展示3D动画、制作互动游戏、注重画面质量以及提供强大的视觉算法和渲染着色能力。这些引擎软件在数字世界的渲染过程中发挥着不同的作用,为构建虚拟世界提供了丰富的选择和技术支持。 此外,文章还介绍了实时渲染技术在汽车行业的应用。虚幻引擎的功能包括制作高精度图像、实时技术以及模拟各种环境,为汽车行业的设计、生产和销售带来了新的可能性。例如,虚幻引擎可以用模型直接制作生成各种场景的照片,帮助汽车设计师优化材质测试;同时,它还可以用来训练车上的人脸识别感应器,优化机器学习算法;此外,该技术还可以模拟各种环境,生成海量的图片和数据,帮助训练自动驾驶感应器。总的来说,实时渲染技术不仅可以用于游戏和视频制作,还可以在多个行业发挥作用,改进研发、制造和营销流程,帮助训练各个产业中的机器学习模块。 通过介绍数字世界的渲染引擎软件以及实时渲染技术在汽车行业的应用,展示了这些技术在不同领域的潜力和价值。同时,文章还展望了当计算机渲染技术发展到一定程度后,能够带来的各种可能性,包括将外景和拍摄结合进行虚拟制片,以及制作未来元宇宙的数字虚拟人。这些技术的发展将为人们带来更加真实、沉浸式的虚拟体验,为各行业带来更多创新应用。
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