实时渲染技术及常用软件介绍，一睹为快！

你是否曾经玩过一款让自己感觉真正沉浸在虚拟世界中的视频游戏？或者观看了一部视觉效果极度逼真的电影，以至于忘记了自己是通过屏幕观看的？其实，这些体验是通过实时渲染技术实现的。实时渲染软件的出现重新定义了我们对数字空间的感知，使得以足够快的速度生成图像以产生运动的幻觉成为可能，从本质上形成了实时 3D 渲染的本质，今天小编就为大家分享实时渲染具体包含的技术和常用软件有哪些！

实时渲染技术

1、光线追踪

光线追踪是计算机图形学中用于创建逼真图像的渲染技术。它模拟光与虚拟场景中的对象交互时的行为。使用追踪时，光线从相机发出，当光线击中物体时，光线从一个表面反射到另一个表面，并将光线传输到光源。此方法模仿现实生活中的光行为，并允许模拟许多光学效果，包括阴影、散射、反射和折射、运动模糊、景深、柔和阴影和间接照明。由于它模仿的是物理光（光子）的行为，因此与光栅化方法不同，其结果也是更加逼真的图像。

2、光栅化

三维图形由对象组成，它们由线或多边形连接的点组成。光栅化是转换所有多边形的过程，即将 3D 场景的形状转换为用户屏幕上显示的 2D 像素网格上的投影（将矢量图像或对象转换为基于像素的光栅图像）。

这种转换使计算机能够了解各个像素的颜色、亮度和其他特征，从而更容易在数字屏幕上显示图像，在此过程中，计算机使用数学算法在像素之间插入颜色并计算每个像素在图像网格中的位置，生成的光栅图像通常比矢量图形更容易可视化和操作，尤其是在涉及阴影和纹理等视觉效果时。此方法比光线追踪效率更高、速度更快，但是它无法再现基于反射光的效果，例如现实世界的反射、透明度和环境着色。

3、阴影贴图

此方法涉及从光源的角度创建场景的深度图（阴影图），然后使用该图来确定场景的哪些部分处于阴影中以及哪些部分被照亮，如果像素处于阴影中，则会用较深的颜色绘制该像素，以产生光源投射的阴影的错觉。

4、纹理映射

该技术涉及在 3D 对象的表面上叠加纹理以添加细节和真实感。

5、物理上正确的渲染

这是一种可让你通过模拟现实生活中的光行为，来更准确地显示对象的计算机图形方法。它涉及对光、材料及其相互作用的物理原理的精确计算，以创建逼真的图像，该渲染的方法和算法基于物理上精确的公式并使用真实材料的属性。

6、细节层次 (LOD)

LOD 允许根据相机和对象之间的距离以不同的细节级别渲染场景。这可以通过减少需要为远处对象渲染的多边形数量来帮助提高性能。LOD 还可以包括减少顶点数量、简化纹理或删除不必要的元素，目的是保持场景或对象的有吸引力的外观，即使在细节较少的情况下也是如此，同时，仍然确保渲染过程中良好的帧速率。

实时渲染软件有哪些？

3DCAT作为3D/XR实时云渲染解决方案提供商，在处理各种程序方面拥有丰富的经验。同时也了解到 3D 可视化行业现在拥有大量经济实惠的高端解决方案，所以整理出了一份常用的实时渲染软件选项并介绍了它们的功能，希望帮助你更好地选择。

1. Unity

Unity是一种流行的实时渲染软件，用于创建 2D、3D 和虚拟现实应用程序和游戏。它于 2005 年首次发布，现已成为世界上使用最广泛的游戏引擎之一,Unity拥有一套用于创建 3D 环境的强大工具，并支持广泛的平台，使开发人员能够构建在各种平台上运行的游戏，包括 Windows、Mac、Android、iOS、PlayStation、Xbox 等，该软件采用基于组件的架构，可以轻松组装和修改游戏对象和场景。

Unity的关键功能之一是实时渲染的能力。Unity引擎使用直接渲染技术来实时创建逼真的光照和阴影，我们可以在游戏制作完成后立即看到变化，另外Unity广泛的资源存储库也是很大的优势，它提供了大量的预制资源选择，例如 3D 模型、纹理、动画和声音效果，通过此功能可以节省很多实时时间，让制作者更专心地打造更独特和有趣的游戏体验。

2. Unreal Engine

虚幻引擎是由 Epic Games 开发，提供先进的图形功能并支持多个平台的实时渲染引擎，广泛应用于娱乐行业，它包含一组高级工具，可用于微调和自定义纹理、动画、皮肤、角色之间的交互等。

虚幻引擎与Unity一样，同样具有实时渲染场景的能力。这是通过利用基于物理的渲染来实现的(PBR)，确保材质和光照以物理上准确的方式表现，从而产生更真实的场景。UE虚幻引擎提供了广泛的选项来创建逼真的 3D 图形，其中包含大量纹理、视觉效果和材质，可应用于对象以改变其外观，另外它的图形也是高度可定制的，可以创建任何类型的材质、表面和效果，并为它们设置不同的参数，然后可以将它们混合在一起。

此外，通过使用内部 Cascade 工具，这款实时渲染软件还可以创建灰尘、雨、雪等细颗粒，这些颗粒不仅非常逼真，而且还可以动态移动，目前UE虚幻引擎也越来越多地应用于建筑可视化、电影、电视、 VR 和 AR 领域。

3. Twinmotion

Twinmotion也是由 Epic Games 开发的实时 3D 渲染软件。Twinmotion虽然基于虚幻引擎技术，但是它一个独立的应用程序，用户可以用它创建建筑和室内项目的高质量实时渲染，使用Twinmotion，可以在项目的任何阶段获得高度详细的渲染。

Twinmotion 还具有直观的界面，这对于新手来说也可以轻松导航和使用。借助实时渲染引擎，用户可以访问大量 3D 模型、纹理和材质，将场景变得栩栩如生，资源库包括光源、人物、车辆、植物，甚至声音，以增强整体体验，再借助光线和天气效果，就可以创建非常多逼真且大气的场景。

说到渲染速度，我们惊喜地发现在这款软件中获得高质量图像、视频和360°全景图的速度是很快的——只需要几秒钟的时间。此外，该程序可选择当前想要接收的相机渲染，借助Twinmotion，你可以在单个场景中设置多个摄像机，提供项目外部和内部的不同视图。

最后，只需一键点击，就可以使用该软件与 ArchiCAD、Revit、Rhino、SketchUp Pro、Vectorworks、SOLIDWORKS、BricsCAD 和 RIKCAD 同步场景。而且该软件还支持各种文件格式，并与虚幻引擎集成。

4. Enscape

Enscape是一款出色的实时渲染和虚拟现实程序。可以用作各种 3D 建模软件（例如 SketchUp、Revit、Vectorworks、Rhino 和 ArchiCAD）的插件，它直接连接到这些程序，提供集成的可视化和设计工作流程，正因为此功能和即时渲染功能，它才能把在 Revit 中所做的所有更改都立即反映在 Enscape 中。

我们可以借助 Enscape 创建实时漫游、360° 全景图和虚拟现实。该程序支持一系列照明和材质选项，用户可以创建高度逼真和详细的可视化效果，另外 Enscape 还提供全面的资源库，因此创作者们也可以使用现成的 3D 模型或将模型导入 Enscape。

接着，您会发现 Enscape 对用户非常友好，它让用户直观地使用每个人都可以访问的渲染器。这就意味着不需要任何过于专业知识就可以很快使用该软件，它也是将模型转换为沉浸式 3D 对象的最快、最简单的一个方法。

5. Chaos Vantage

Chaos Vantage在市场上相对较新，来自 Corona 和 V-Ray 的创建者。借助 Chaos Vantage，你可以实时更改场景并立即查看结果，而无需进行耗时的预渲染，该应用程序提供了用于在三维空间中对对象进行动画处理、调整光线、使用着色器以及对图像进行后处理的工具。还为用户提供动态动画工具，包括速度、加速度、轨迹、力等参数，然后它的界面也是简单且易于使用的，因此您可以快速轻松地创建效果。

借助 Chaos Vantage 的实时光线追踪技术，我们可以在复杂的 3D 场景中获得最真实的效果。该软件提供与 3ds Max 和 Rhino 等其他程序的无缝连接，使导入所有资源成为一个简单的一键过程。等项目转移到 Vantage 后，所有更改就会立即反映出来，不用去自定义材质、照明或其他选项。 除了导航场景之外，使用者还可以在场景中选择相机的位置以进行离线 V-Ray 渲染并预览动画，该应用程序可进行简单的更改，例如移动、复制、转换、删除或隐藏对象。

Chaos Vantage 具有多种工具和功能，例如对各种插件的支持、用于处理颜色、创建和转换对象以及快速处理的工具。它都完全可定制并与 Windows、Mac 和 Linux 兼容，这些优势让它成为各种 3D 动画项目的理想选择，最后，该应用程序附带了一个庞大的脚本库来简化您的工作。

小结

最后想说，市面上有许多可以用于实时渲染的软件，每种软件都有自己的功能和可能性。我们应该根据经验和需求选择，3DCAT也建议您在选择适合自己的需求程序时，多考虑下的硬件功能配置，假设本地配置不太理想导致实时渲染需求受到阻碍的话，建议可以注册3DCAT实时渲染云平台并获取30元无门槛体验券，上传应用并进行云端3D渲染设置。

3DCAT实时渲染云在全国范围内自建多个云服务边缘节点，为3D/XR应用云渲染提供定制化云端服务器资源，平台提供应用管理、进程管理、数据统计、自定义配置等云应用管理功能，让终端用户能够无门槛使用3D/XR应用。

现如今实时渲染已成为现代技术领域的重要组成部分，它也彻底改变了我们体验和参与数字内容的方式，随着技术的进步，实时渲染内容将越来越丰富，未来一定也将创建出更多视觉上不可思议的图形、沉浸式虚拟环境以及影视动画作品。

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