圖形渲染演算法

A. gpu渲染和cpu渲染有什麼區別

gpu渲染簡介
1、gpu是圖形處理器，啟用Gpu渲染加速，就是調用gpu加速圖形的渲染和填充。

2、開啟gpu渲染加速後可以提升圖形載入速度，降低cpu處理器的負擔，使系統運行更加流暢，但是也更加耗電。

GPU與CPU有何不同？兩者之間的不同，體現在他們處理任務的不同方式上。

CPU，即中央處理器，由專為串列任務而優化的幾個核心組成。GPU是由數以千計的更小、更高效的核心組成的大規模並行架構，這些核心專為同時處理多任務而設計。因此，在並行處理特定數據的時候，GPU比CPU高效很多。

GPU渲染有何優勢？
在圖形渲染領域，不管是影視動畫、建築表現，還是CG廣告，GPU憑借其專為圖形加速而設計的架構和計算能力，為用戶帶來了一種更加高效的渲染解決方案，即GPU渲染解決方案。GPU渲染具有更快速度、更低成本的優勢，而且GPU加速渲染的可用性也不斷提高，越來越多搭上GPU渲染標簽的高品質作品問世。這些發展趨勢，讓GPU渲染受到了國內外用戶的普遍歡迎。

網友評論： 」如果說CPU像是一個工廠的經理，深思熟慮做出艱難的決定。那麼GPU則更像是工廠里的一整個工人群，雖然他們不能做同類型的計算，但他們可以毫不費力地即刻處理許許多多的任務」。許多渲染任務是一種重復，這剛好是GPU Brute-force功能的強項。另外，你可以在一台電腦里裝上若干個GPU，這意味著GPU系統可以快得多。在CG製作過程中，還有一個巨大的優勢：GPU渲染快到可以實時反饋渲染效果，連喝一杯咖啡的時間都不需要就可以快速預覽渲染效果，材質和照明變化盡在眼前。

目前可用的GPU渲染器① Redshift是世界第一款完全基於GPU加速的、有偏差的渲染器，也是現在市場接受度最高的一款GPU渲染器。Redshift採用近似法和插值技術，在樣本相對較少的情況下實現無噪點的渲染結果，並在同等輸出效果下，速度遠超無偏差渲染器。從渲染效果來說，Redshift已經達到了GPU渲染的最高水準，可以渲染輸出電影級品質的圖像。

② Blender Cycles是採用光線追蹤演算法的、可提供超寫實渲染的無偏差渲染引擎。光線追蹤演算法的優點是設置參數簡單，結果准確，能大大減少渲染時間。Cycles可以作為Blender的一部分，也可以作為獨立渲染器，這對於大規模集群渲染和雲服務商來說是一個完美的解決方案。

③ NVIDIA Iray是一種高度互動而直觀的物理效果渲染技術，可通過模擬真實世界光線與實際材質實現交互設計和創建極復雜的場景，從而生成照片般逼真的影像。 不同於傳統的製作渲染器，Iray可產生反映現實世界行為的結果。設計師並不需要具備計算機圖形技術的專家級知識，即可快速取得照片般逼真的結果。

④ OctaneRender是世界上第一個GPU加速最快、基於物理的無偏差渲染器。這意味著只使用計算機上的顯卡，就可以獲得超快的照片級逼真的渲染結果。Octane的並行計算能力，使得用戶花更少的時間就能創造出令人驚嘆的作品。

⑤ V-Ray RT 是Chaos Group互動式渲染引擎，既可以利用CPU又可以GPU硬體加速，並實時追蹤物體、燈光、材料等進行場景變化，自動更新動態著色預覽圖。

⑥ Indigo Renderer是一款基於物理的全局光渲染器，它可以模擬光線的物理表現來實現接近完美的逼真畫面。通過先進的物理攝像機模型、超真實的材質系統和Metropolis Light Transport對復雜光線環境的模擬，Indigo Renderer可以充分滿足建築和產品可視化方面對逼真度的高標准需求。⑦ LuxRender是一款基於物理的無偏差渲染器。LuxRender以當前最先進的演算法為依據，根據物理方程式模擬光的流動，從而產生真實攝影的質量。 GPU計算卡的參數比較

Renderbus目前支持Redshift for Maya和Blender Cycles兩種渲染器。集群中一共部署了超過100張NVIDIA Tesla M40卡，每台伺服器帶有兩張M40計算卡，並提供128GB系統內存，而CPU採用雙Xeon E5-2650處理器。歡迎大家來Renderbus體驗暢快淋漓的GPU雲渲染！

關於強制進行GPU渲染，小科普一下：

Gpu強制渲染就是hwa（hard ware acceleration硬體加速）的一種，能夠得到更好的優化。GPU是圖形渲染器的縮寫，也被通俗的成為「顯卡」，這一點我想大多數的機油都非常的清楚，顯卡性能的高低直接就能夠決定游戲或者軟體的運行速度，這也就是很多機友為什麼在選購電腦時會更加喜歡買大顯存獨立顯卡的原因，因為這樣的電腦，什麼游戲都吃的開。

由於gpu處理圖形比cpu好，所以gpu渲染應用的界面會更流暢，同時減輕cpu的負擔，提高軟體和桌面顯示幀數。手機中的GPU和電腦中的GPU的功能是基本一樣的，都是為了對圖形、圖像的處理，而在安卓4.0後，強制GPU渲染功能的加入就可以通過GPU對軟體圖形圖像的處理來減輕CPU的負擔，從而使得應用軟體能夠以更快的速度被處理，也就是說能夠提速！不過壇子里很多的機油會問，長期開啟強制GPU渲染會對手機有什麼影響呢？這個問題是大家普遍關心的，對於普通的玩家來說，強制GPU渲染是一把雙刃劍，有利有弊。

優點：第一是強制GPU加速功能會增加功耗，降低待機時間。

第二是，部分舊程序本身不支持gpu渲染，沒有硬體加速hwa的就會出現崩潰。比較老的程序因為SDK版本低不支持gpu加速，或者開發時默認不開啟gpu渲染，遇上gpu強制渲染就會出現問題。打開「強制進行GPU渲染」後，不支持GPU加速的軟體也強制GPU渲染，這有可能會造成程序無響應、死機等兼容性問題。缺點：第一是強制GPU加速功能會增加功耗，降低待機時間。

第三是，部分舊程序本身不支持gpu渲染，沒有硬體加速hwa的就會出現崩潰。比較老的程序因為SDK版本低不支持gpu加速，或者開發時默認不開啟gpu渲染，遇上gpu強制渲染就會出現問題。打開「強制進行GPU渲染」後，不支持GPU加速的軟體也強制GPU渲染，這有可能會造成程序無響應、死機等兼容性問題。

B. 計算機圖形圖像處理都有哪些研究方向

實時圖形學和圖形處理器（大熱門，看看顯卡和游戲的火爆就知道了。SIGGRAPH的多數論**是這方面的） 新的光照模型和渲染方法（如：波動光學渲染，各種模型的輻射度方法等） 虛擬現實和虛擬現實設備（如：空間全息成像，觸覺感測器，嗅覺感測器，立體聲學，空間定位設備） 場可視化和體圖形學（醫學圖像立體顯示） S計算幾何(演算法幾何，區別於以前中的計算幾何概念) 動畫理論（元球動畫，動力動畫，粒子系統） 圖形模擬（如：自然景物模擬，柔體模擬，分形樹，流體模擬） 計算機視覺（主要指機器視覺，主題是圖像序列到3D模型轉換如：多目視覺，運動視覺等，本來應該歸到模式識別類裡面） 全息攝影術（如同心拼圖法） 如果不算圖像和模式識別的話圖形學方面前沿的東西不多。上面介紹的都不算太前沿的，太前沿如發明新的光照模型和渲染方法以便能真實又高效還不耗內存的渲染場景估計搞不出來，現在的實時渲染演算法其圖形質量是較差的遠遠比不上傳統光線跟蹤出來的質量。倒是圖像和模式識別方面的前沿要多的多。 在圖像和模式識別領域的前沿有： 圖像處理 圖像壓縮 圖像分割 邊沿檢測 圖像矢量化 圖像匹配 模式識別 遙感圖像處理 圖像恢復 視頻處理 這些都是我自己在網上找到的，但是具體是什麼又不知道了，想做和動畫相關的

C. 演算法工程師大致是做什麼的

各個行業都有演算法部分，統計有統計的演算法，控制有控制的演算法，圖像處理有圖像處理的演算法。在很多傳統行業，演算法不是一個獨立的崗位，而是由研發工程師負責。今天小編就帶大家來了解下演算法工程師大致是做什麼的?我們接著往下看。

1. 圖像處理，尤其是基於OpenCV的圖像處理演算法，一般產品里有做美顏，濾鏡什麼的特別喜歡招這塊的小朋友，近一兩年有被做深度學習的取代的趨勢。最近google出了arcore，所以讓不少小公司也能出一些效果很好的換頭類應用。
2. 計算機圖形學，這也算是一個大類，主要涉及到圖形渲染演算法，光追演算法，三維圖像重構等圖像繪制方面的內容。這個方向，不光是做3d引擎和游戲開發方面，對於很多行業需要與cad相關的，都會涉及到這一個領域的模型和優化演算法設計。
3. VR，AR領域，涉及到的包括視頻跟蹤，SLAM，raytracing，幾何投影等等，實際上是一個綜合的領域，目前主要是做計算機視覺的轉行做這塊。
4. 醫學影像處理，三維圖像重構，用在B超，CT成像上，這個是醫療方向的。
5. 通信基帶信號處理，網路優化演算法，這一塊其實很式微了，畢竟高大上的演算法小公司沒成本去實施。
6. 音頻濾波，用在HiFi產品，比如車載音響，手機廠商，圈子其實蠻小的。
7. 控制演算法，自適應濾波演算法，用在機械領域上，比如機械臂行程式控制制，穩定性。
8. 有限元演算法，這塊從雷達，機械，電磁學，到服裝設計，都有很有價值的應用。
9. 信號處理，比如插值，頻譜分析，盲信號分離，壓縮感知，物聯網大部分應用會涉及這一塊。
互聯網和軟體行業把演算法分離成一個獨立的崗位大體有兩個原因。第一，低級的軟體工程師不懂演算法，或者更乾脆一點說不懂數學，所有涉及到模型和計算公式的工作都必須要找專業人員來搞定。第二，從生產效率考慮，初級演算法工程師很多沒有很好的軟體工程背景，簡單點說就是不會寫代碼只會寫matlab，這種工程師的工作交付沒有辦法直接投入生產，所以需要將他們的工作和生產環節隔離開。綜上所述，就是小編今天給大家分享的內容，希望可以幫助到大家。

D. 理論計算機圖形渲染技術是否已經到了沒有什麼可以研究的地步了

計算機圖形學(ComputerGraphics，簡稱CG)是一種使用數學演算法將二維或三維圖形轉化為計算機顯示器的柵格形式的科學。簡單地說，計算機圖形學的主要研究內容就是研究如何在計算機中表示圖形、以及利用計算機進行圖形的計算、處理和顯示的相關原理與演算法。圖形通常由點、線、面、體等幾何元素和灰度、色彩、線型、線寬等非幾何屬性組成。從處理技術上來看，圖形主要分為兩類，一類是基於線條信息表示的，如工程圖、等高線地圖、曲面的線框圖等，另一類是明暗圖，也就是通常所說的真實感圖形。計算機圖形學一個主要的目的就是要利用計算機產生令人賞心悅目的真實感圖形。為此，必須建立圖形所描述的場景的幾何表示，再用某種光照模型，計算在假想的光源、紋理、材質屬性下的光照明效果。所以計算機圖形學與另一門學科計算機輔助幾何設計有著密切的關系。事實上，圖形學也把可以表示幾何場景的曲線曲面造型技術和實體造型技術作為其主要的研究內容。同時，真實感圖形計算的結果是以數字圖象的方式提供的，計算機圖形學也就和圖象處理有著密切的關系。圖形與圖象兩個概念間的區別越來越模糊，但還是有區別的：圖象純指計算機內以點陣圖形式存在的灰度信息，而圖形含有幾何屬性，或者說更強調場景的幾何表示，是由場景的幾何模型和景物的物理屬性共同組成的。計算機圖形學的研究內容非常廣泛，如圖形硬體、圖形標准、圖形交互技術、光柵圖形生成演算法、曲線曲面造型、實體造型、真實感圖形計算與顯示演算法，以及科學計算可視化、計算機動畫、自然景物模擬、虛擬現實等

E. 視頻圖像渲染是什麼意思，為什麼要進行渲染，請求回答專業的。

圖像渲染是將三維的光能傳遞處理轉換為一個二維圖像的過程。

渲染是最終使圖像符合3D場景的一個階段，通俗點來說就是把前期做好的各種模型、效果或動畫的片段結合在一起，在這些過程中必然會涉及到復雜的特技和效果。

以目前的計算機運算能力很難達到實時顯示，所以要在編輯完圖形圖像後，通過調整修改得到我們所需要的最終效果進行輸出，也就是渲染。

(5)圖形渲染演算法擴展閱讀：

視頻渲染對顯卡及cpu的要求：

對於專業設計類工作，3D建模/視頻渲染的話，一般CPU多核心多線程並行處理顯得非常重要，並且需要CPU更快更大的緩存來暫存海量的運算數據，這個時候CPU運算能力要求是很高的。

因此一般的專業工作電腦，對CPU要求比較高，一般先進架構、多核心、大緩存的高端CPU才能更好的滿足需求。

而在視頻渲染中，顯卡更多的是起到加速作用，3D特效的時候會比較吃顯卡。

以Adobe Premiere視頻剪輯軟體為例，這款專業軟體更加倚重CPU多線程性能，核心數越多、線程越多的話，處理視頻的速度也就越快，而在部分視頻尺寸壓縮、格式轉換上會調動一定的GPU顯卡資源，但調動能力有限，普通中低端顯卡即可滿足需求。

當然，並不是說專業設計中，顯卡就不重要，一般的3D建模吃顯卡程度就比CPU高。

一般來說，建模吃卡 渲染吃CPU，關於專業設計吃CPU還是顯卡，其中主要看場景和軟體，一般剪輯CPU為主，顯卡加速，3D特效會比較吃顯卡，因此對於專業類設計電腦，CPU和顯卡都很重要。

參考資料來源：網路--圖像渲染

F. 實時渲染的概念是什麼

隨著科技的發展，在虛擬現實、三維游戲等領域中，越來越多地應用了實時渲染技術。實時渲染指的是根據圖形學演算法將三維數據繪制到二維點陣圖之中，並將這些點陣圖實時顯示。它的本質就是對圖像數據的實時計算和輸出，要求在短時間內渲染出一張圖片，並顯示出來，同時渲染並顯示下一張圖片。這種技術僅僅依靠CPU是沒辦法完成的，還需要依靠顯卡實現。
由於單渲染系統計算不了渲染過程中的巨大數據量，如果想實現對3D場景的實時渲染，最好採用分布式渲染系統。由於在一般的分布式渲染系統中，不需要考慮對場景的優化，因此同一場景在不同的系統當中會渲染出一樣的效果。而分布式實時渲染系統則與之不同，要想達到好的實時渲染效果，就要
採取一定技術，進行場景優化，以降低計算量，提升渲染效率與質量。

G. 渲染畫的特點

渲染（Render）在電腦繪圖中，是指用軟體從模型生成圖像的過程。模型是用嚴格定義的語言或者數據結構對於三維物體的描述，它包括幾何、視點、紋理以及照明信息。圖像是數字圖像或者點陣圖圖像。渲染這個術語類似於「藝術家對於場景的渲染」。另外渲染也用於描述計算視頻編輯文件中的效果，以生成最終視頻輸出的過程。
工具原料vary​
方法/步驟分步閱讀
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渲染是三維計算機圖形學中的最重要的研究課題之一，並且在實踐領域它與其它技術密切相關。在圖形流水線中，渲染是最後一項重要步驟，通過它得到模型與動畫最終顯示效果。自從二十世紀七十年代以來，隨著計算機圖形的不斷復雜化，渲染也越來越成為一項重要的技術
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渲染的應用領域有：計算機與視頻游戲、模擬、電影或者電視特效以及可視化設計，每一種應用都是特性與技術的綜合考慮。作為產品來看，現在已經有各種不同的渲染工具產品，有些集成到更大的建模或者動畫包中，有些是獨立產品，有些是開放源代碼的產品。從內部來看，渲染工具都是根據各種學科理論，經過仔細設計的程序，其中有：光學、視覺感知、數學以及軟體開發。
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渲染的圖像有許多顯著的特性，渲染研究的領域，也主要集中在尋找：高效模擬這些特性的方法。有些特性只與特定的演算法有關，有些卻與多個演算法相關。
濃淡處理
— 表面顏色與亮度隨光照的變化
紋理映射
— 在表面生成細節的方法
凸凹紋理映射
— 在表面模擬小凸凹的方法
距離模糊
— 光照穿過不清澈的大氣時的模糊
陰影
— 阻擋光照的效果
柔和陰影
— 模擬光的衍射下的陰影
反射
— 鏡子或者非常光滑的反射
透明
— 固體明顯允許光線穿過
半透明
— 光線通過固體高度散射
折射
— 與透明相關的光線彎曲
間接照明
— 表面由其它表面反射的光照亮，而非光源直接照亮
焦散（caustics）—
間接照明的一種形式，光滑物體反射的光線或者通過透明物體生成的聚焦光線在其它物體上形成照亮區域
景深
— 當物體在焦距物體前後太遠時出現模糊
運動模糊
— 由於物體高速運動或者照相機運動而導致的物體模糊
真實感渲染
— 看起來較像現實世界的三維渲染
非真實感渲染
— 用藝術風格渲染場景，使它看起來象油畫或者素描
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本文章由瑞雲渲染農場（render farm）為大家分享，希望能夠喜歡！！！

H. 幾種渲染演算法簡介

通俗的說，一個物 體反射的光可以著亮其他物體，該效 果就是光 能傳遞效果。 直接光計算： 有 間接光計算： 有 運算導致的場景結果：全局照明結果，即場景中無論直接光照到還是 沒照到的地方都是 亮的，並且明暗符合一定物理規律。 場景渲染效果評判： 非常真實 適合的對象： 單幀圖像，如建築、環藝專業的效果圖，不適 合動畫 代表軟體： Lightscape, RAD, Radiance, Luminaire Scanline Render掃描線渲染法 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 西方計算機界的定義：構成一張光柵圖像的像素的水平行 直接光計算： 有 間接光計算： 無 運算導致的場景結果：只有被直接光照到的地方才是亮的，場景中不 存在光傳遞運算概 念上的非直接光。想使直接 光照射以外的地方亮起來，只能靠認 為的方法 在場景中設置光源模擬非直接光效果。 場景渲染效果評判： 不易真實 適合對象： 低品質要求場景，小場景 代表軟體： 3D Stutio Max Indirect Illuminate間接照明法 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 西方計算機界的定義：是光能傳遞演算法的簡化，與光能傳遞遵循的運 演算法則相同，但運 算量要比光能傳遞少得多 直接光計算： 有 間接光計算： 有，不充分 運算導致的場景結果：全局照明結果。場景中無論直接光照到的地方 還是沒照到的地方 都是亮的，別且明暗符合一 定物理規律。 場景渲染效果評判： 較真實 適合對象： 較快（不同軟體的情況不甚相同）單幀與動畫 均可，是質量與速 度均可兼顧的最佳選擇 代表軟體： Enlight, Luma, Mantal ray Raytracen光線跟蹤法 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 西方計算機界的定義：是一種渲染技術，用於定義可見表面和產生真 實陰影，反射和折 射。 直接光計算： 有 間接光計算： 有，不完全 運算導致的場景結果：部分全局照明結果，因為只計算高光反射，所 以照明結果有限。 場景渲染評判： 真實（定向使用） 適合對象： 最適合陰影以及金屬，玻璃等反射、折射材質 的渲染。基本不會 被單獨使用。 代表軟體： Raygun 該方法一般被作為使用其他渲染方法的 軟體的輔助內嵌功能使用。

I. 3dmax中的shader功能是什麼

shader就是專門用來渲染3D圖形的一種技 術，通過shader，程序設計人員可以自己編寫顯卡渲染畫面的演算法，使畫面更漂亮、更逼真。
幾年前並沒有shader這個東西，所以那時候的顯卡，就不 支持shader，而只支持固定管線渲染，游戲畫面也沒有現在的酷。
shader又分兩種
，一種是頂點shader（3D圖形都是由一個一個三角形組 成的，頂點shader就是計算頂點位置，並為後期像素渲染做准備的），另一種是像素shader，像素shader顧名思義，就是以像素為單位，計算光 照、顏色的一系列演算法。

Shader Model（在3D圖形領域常被簡稱SM）就是「優化渲染引擎模式」。事實上，Shader（著色器）是一段能夠針對3D對象進行操作、並被GPU所執行的程序。通過這些程序，程序員就能夠獲得絕大部分想要的3D圖形效果。在一個3D場景中，一般包含多個Shader。這些Shader中有的負責對3D對象表面進行處理，有的負責對3D對象的紋理進行處理。早在微軟發布DirectX 8時，Shader Model的概念就出現在其中了，並根據操作對象的不同被分為對頂點進行各種操作的Vertex Shader（頂點渲染引擎）和對像素進行各種操作的Pixel Shader（像素渲染引擎）。