图形渲染算法

A. gpu渲染和cpu渲染有什么区别

gpu渲染简介
1、gpu是图形处理器，启用Gpu渲染加速，就是调用gpu加速图形的渲染和填充。

2、开启gpu渲染加速后可以提升图形加载速度，降低cpu处理器的负担，使系统运行更加流畅，但是也更加耗电。

GPU与CPU有何不同？两者之间的不同，体现在他们处理任务的不同方式上。

CPU，即中央处理器，由专为串行任务而优化的几个核心组成。GPU是由数以千计的更小、更高效的核心组成的大规模并行架构，这些核心专为同时处理多任务而设计。因此，在并行处理特定数据的时候，GPU比CPU高效很多。

GPU渲染有何优势？
在图形渲染领域，不管是影视动画、建筑表现，还是CG广告，GPU凭借其专为图形加速而设计的架构和计算能力，为用户带来了一种更加高效的渲染解决方案，即GPU渲染解决方案。GPU渲染具有更快速度、更低成本的优势，而且GPU加速渲染的可用性也不断提高，越来越多搭上GPU渲染标签的高品质作品问世。这些发展趋势，让GPU渲染受到了国内外用户的普遍欢迎。

网友评论： ”如果说CPU像是一个工厂的经理，深思熟虑做出艰难的决定。那么GPU则更像是工厂里的一整个工人群，虽然他们不能做同类型的计算，但他们可以毫不费力地即刻处理许许多多的任务”。许多渲染任务是一种重复，这刚好是GPU Brute-force功能的强项。另外，你可以在一台电脑里装上若干个GPU，这意味着GPU系统可以快得多。在CG制作过程中，还有一个巨大的优势：GPU渲染快到可以实时反馈渲染效果，连喝一杯咖啡的时间都不需要就可以快速预览渲染效果，材质和照明变化尽在眼前。

目前可用的GPU渲染器① Redshift是世界第一款完全基于GPU加速的、有偏差的渲染器，也是现在市场接受度最高的一款GPU渲染器。Redshift采用近似法和插值技术，在样本相对较少的情况下实现无噪点的渲染结果，并在同等输出效果下，速度远超无偏差渲染器。从渲染效果来说，Redshift已经达到了GPU渲染的最高水准，可以渲染输出电影级品质的图像。

② Blender Cycles是采用光线追踪算法的、可提供超写实渲染的无偏差渲染引擎。光线追踪算法的优点是设置参数简单，结果准确，能大大减少渲染时间。Cycles可以作为Blender的一部分，也可以作为独立渲染器，这对于大规模集群渲染和云服务商来说是一个完美的解决方案。

③ NVIDIA Iray是一种高度互动而直观的物理效果渲染技术，可通过模拟真实世界光线与实际材质实现交互设计和创建极复杂的场景，从而生成照片般逼真的影像。 不同于传统的制作渲染器，Iray可产生反映现实世界行为的结果。设计师并不需要具备计算机图形技术的专家级知识，即可快速取得照片般逼真的结果。

④ OctaneRender是世界上第一个GPU加速最快、基于物理的无偏差渲染器。这意味着只使用计算机上的显卡，就可以获得超快的照片级逼真的渲染结果。Octane的并行计算能力，使得用户花更少的时间就能创造出令人惊叹的作品。

⑤ V-Ray RT 是Chaos Group交互式渲染引擎，既可以利用CPU又可以GPU硬件加速，并实时追踪物体、灯光、材料等进行场景变化，自动更新动态着色预览图。

⑥ Indigo Renderer是一款基于物理的全局光渲染器，它可以模拟光线的物理表现来实现接近完美的逼真画面。通过先进的物理摄像机模型、超真实的材质系统和Metropolis Light Transport对复杂光线环境的模拟，Indigo Renderer可以充分满足建筑和产品可视化方面对逼真度的高标准需求。⑦ LuxRender是一款基于物理的无偏差渲染器。LuxRender以当前最先进的算法为依据，根据物理方程式模拟光的流动，从而产生真实摄影的质量。 GPU计算卡的参数比较

Renderbus目前支持Redshift for Maya和Blender Cycles两种渲染器。集群中一共部署了超过100张NVIDIA Tesla M40卡，每台服务器带有两张M40计算卡，并提供128GB系统内存，而CPU采用双Xeon E5-2650处理器。欢迎大家来Renderbus体验畅快淋漓的GPU云渲染！

关于强制进行GPU渲染，小科普一下：

Gpu强制渲染就是hwa（hard ware acceleration硬件加速）的一种，能够得到更好的优化。GPU是图形渲染器的缩写，也被通俗的成为“显卡”，这一点我想大多数的机油都非常的清楚，显卡性能的高低直接就能够决定游戏或者软件的运行速度，这也就是很多机友为什么在选购电脑时会更加喜欢买大显存独立显卡的原因，因为这样的电脑，什么游戏都吃的开。

由于gpu处理图形比cpu好，所以gpu渲染应用的界面会更流畅，同时减轻cpu的负担，提高软件和桌面显示帧数。手机中的GPU和电脑中的GPU的功能是基本一样的，都是为了对图形、图像的处理，而在安卓4.0后，强制GPU渲染功能的加入就可以通过GPU对软件图形图像的处理来减轻CPU的负担，从而使得应用软件能够以更快的速度被处理，也就是说能够提速！不过坛子里很多的机油会问，长期开启强制GPU渲染会对手机有什么影响呢？这个问题是大家普遍关心的，对于普通的玩家来说，强制GPU渲染是一把双刃剑，有利有弊。

优点：第一是强制GPU加速功能会增加功耗，降低待机时间。

第二是，部分旧程序本身不支持gpu渲染，没有硬件加速hwa的就会出现崩溃。比较老的程序因为SDK版本低不支持gpu加速，或者开发时默认不开启gpu渲染，遇上gpu强制渲染就会出现问题。打开“强制进行GPU渲染”后，不支持GPU加速的软件也强制GPU渲染，这有可能会造成程序无响应、死机等兼容性问题。缺点：第一是强制GPU加速功能会增加功耗，降低待机时间。

第三是，部分旧程序本身不支持gpu渲染，没有硬件加速hwa的就会出现崩溃。比较老的程序因为SDK版本低不支持gpu加速，或者开发时默认不开启gpu渲染，遇上gpu强制渲染就会出现问题。打开“强制进行GPU渲染”后，不支持GPU加速的软件也强制GPU渲染，这有可能会造成程序无响应、死机等兼容性问题。

B. 计算机图形图像处理都有哪些研究方向

实时图形学和图形处理器（大热门，看看显卡和游戏的火爆就知道了。SIGGRAPH的多数论**是这方面的） 新的光照模型和渲染方法（如：波动光学渲染，各种模型的辐射度方法等） 虚拟现实和虚拟现实设备（如：空间全息成像，触觉传感器，嗅觉传感器，立体声学，空间定位设备） 场可视化和体图形学（医学图像立体显示） S计算几何(算法几何，区别于以前中的计算几何概念) 动画理论（元球动画，动力动画，粒子系统） 图形仿真（如：自然景物模拟，柔体仿真，分形树，流体仿真） 计算机视觉（主要指机器视觉，主题是图像序列到3D模型转换如：多目视觉，运动视觉等，本来应该归到模式识别类里面） 全息摄影术（如同心拼图法） 如果不算图像和模式识别的话图形学方面前沿的东西不多。上面介绍的都不算太前沿的，太前沿如发明新的光照模型和渲染方法以便能真实又高效还不耗内存的渲染场景估计搞不出来，现在的实时渲染算法其图形质量是较差的远远比不上传统光线跟踪出来的质量。倒是图像和模式识别方面的前沿要多的多。 在图像和模式识别领域的前沿有： 图像处理 图像压缩 图像分割 边沿检测 图像矢量化 图像匹配 模式识别 遥感图像处理 图像恢复 视频处理 这些都是我自己在网上找到的，但是具体是什么又不知道了，想做和动画相关的

C. 算法工程师大致是做什么的

各个行业都有算法部分，统计有统计的算法，控制有控制的算法，图像处理有图像处理的算法。在很多传统行业，算法不是一个独立的岗位，而是由研发工程师负责。今天小编就带大家来了解下算法工程师大致是做什么的?我们接着往下看。

1. 图像处理，尤其是基于OpenCV的图像处理算法，一般产品里有做美颜，滤镜什么的特别喜欢招这块的小朋友，近一两年有被做深度学习的取代的趋势。最近google出了arcore，所以让不少小公司也能出一些效果很好的换头类应用。
2. 计算机图形学，这也算是一个大类，主要涉及到图形渲染算法，光追算法，三维图像重构等图像绘制方面的内容。这个方向，不光是做3d引擎和游戏开发方面，对于很多行业需要与cad相关的，都会涉及到这一个领域的模型和优化算法设计。
3. VR，AR领域，涉及到的包括视频跟踪，SLAM，raytracing，几何投影等等，实际上是一个综合的领域，目前主要是做计算机视觉的转行做这块。
4. 医学影像处理，三维图像重构，用在B超，CT成像上，这个是医疗方向的。
5. 通信基带信号处理，网络优化算法，这一块其实很式微了，毕竟高大上的算法小公司没成本去实施。
6. 音频滤波，用在HiFi产品，比如车载音响，手机厂商，圈子其实蛮小的。
7. 控制算法，自适应滤波算法，用在机械领域上，比如机械臂行程控制，稳定性。
8. 有限元算法，这块从雷达，机械，电磁学，到服装设计，都有很有价值的应用。
9. 信号处理，比如插值，频谱分析，盲信号分离，压缩感知，物联网大部分应用会涉及这一块。
互联网和软件行业把算法分离成一个独立的岗位大体有两个原因。第一，低级的软件工程师不懂算法，或者更干脆一点说不懂数学，所有涉及到模型和计算公式的工作都必须要找专业人员来搞定。第二，从生产效率考虑，初级算法工程师很多没有很好的软件工程背景，简单点说就是不会写代码只会写matlab，这种工程师的工作交付没有办法直接投入生产，所以需要将他们的工作和生产环节隔离开。综上所述，就是小编今天给大家分享的内容，希望可以帮助到大家。

D. 理论计算机图形渲染技术是否已经到了没有什么可以研究的地步了

计算机图形学(ComputerGraphics，简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。简单地说，计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。从处理技术上来看，图形主要分为两类，一类是基于线条信息表示的，如工程图、等高线地图、曲面的线框图等，另一类是明暗图，也就是通常所说的真实感图形。计算机图形学一个主要的目的就是要利用计算机产生令人赏心悦目的真实感图形。为此，必须建立图形所描述的场景的几何表示，再用某种光照模型，计算在假想的光源、纹理、材质属性下的光照明效果。所以计算机图形学与另一门学科计算机辅助几何设计有着密切的关系。事实上，图形学也把可以表示几何场景的曲线曲面造型技术和实体造型技术作为其主要的研究内容。同时，真实感图形计算的结果是以数字图象的方式提供的，计算机图形学也就和图象处理有着密切的关系。图形与图象两个概念间的区别越来越模糊，但还是有区别的：图象纯指计算机内以位图形式存在的灰度信息，而图形含有几何属性，或者说更强调场景的几何表示，是由场景的几何模型和景物的物理属性共同组成的。计算机图形学的研究内容非常广泛，如图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法，以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等

E. 视频图像渲染是什么意思，为什么要进行渲染，请求回答专业的。

图像渲染是将三维的光能传递处理转换为一个二维图像的过程。

渲染是最终使图像符合3D场景的一个阶段，通俗点来说就是把前期做好的各种模型、效果或动画的片段结合在一起，在这些过程中必然会涉及到复杂的特技和效果。

以目前的计算机运算能力很难达到实时显示，所以要在编辑完图形图像后，通过调整修改得到我们所需要的最终效果进行输出，也就是渲染。

(5)图形渲染算法扩展阅读：

视频渲染对显卡及cpu的要求：

对于专业设计类工作，3D建模/视频渲染的话，一般CPU多核心多线程并行处理显得非常重要，并且需要CPU更快更大的缓存来暂存海量的运算数据，这个时候CPU运算能力要求是很高的。

因此一般的专业工作电脑，对CPU要求比较高，一般先进架构、多核心、大缓存的高端CPU才能更好的满足需求。

而在视频渲染中，显卡更多的是起到加速作用，3D特效的时候会比较吃显卡。

以Adobe Premiere视频剪辑软件为例，这款专业软件更加倚重CPU多线程性能，核心数越多、线程越多的话，处理视频的速度也就越快，而在部分视频尺寸压缩、格式转换上会调动一定的GPU显卡资源，但调动能力有限，普通中低端显卡即可满足需求。

当然，并不是说专业设计中，显卡就不重要，一般的3D建模吃显卡程度就比CPU高。

一般来说，建模吃卡 渲染吃CPU，关于专业设计吃CPU还是显卡，其中主要看场景和软件，一般剪辑CPU为主，显卡加速，3D特效会比较吃显卡，因此对于专业类设计电脑，CPU和显卡都很重要。

参考资料来源：网络--图像渲染

F. 实时渲染的概念是什么

随着科技的发展，在虚拟现实、三维游戏等领域中，越来越多地应用了实时渲染技术。实时渲染指的是根据图形学算法将三维数据绘制到二维位图之中，并将这些位图实时显示。它的本质就是对图像数据的实时计算和输出，要求在短时间内渲染出一张图片，并显示出来，同时渲染并显示下一张图片。这种技术仅仅依靠CPU是没办法完成的，还需要依靠显卡实现。
由于单渲染系统计算不了渲染过程中的巨大数据量，如果想实现对3D场景的实时渲染，最好采用分布式渲染系统。由于在一般的分布式渲染系统中，不需要考虑对场景的优化，因此同一场景在不同的系统当中会渲染出一样的效果。而分布式实时渲染系统则与之不同，要想达到好的实时渲染效果，就要
采取一定技术，进行场景优化，以降低计算量，提升渲染效率与质量。

G. 渲染画的特点

渲染（Render）在电脑绘图中，是指用软件从模型生成图像的过程。模型是用严格定义的语言或者数据结构对于三维物体的描述，它包括几何、视点、纹理以及照明信息。图像是数字图像或者位图图像。渲染这个术语类似于“艺术家对于场景的渲染”。另外渲染也用于描述计算视频编辑文件中的效果，以生成最终视频输出的过程。
工具原料vary​
方法/步骤分步阅读
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渲染是三维计算机图形学中的最重要的研究课题之一，并且在实践领域它与其它技术密切相关。在图形流水线中，渲染是最后一项重要步骤，通过它得到模型与动画最终显示效果。自从二十世纪七十年代以来，随着计算机图形的不断复杂化，渲染也越来越成为一项重要的技术
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渲染的应用领域有：计算机与视频游戏、模拟、电影或者电视特效以及可视化设计，每一种应用都是特性与技术的综合考虑。作为产品来看，现在已经有各种不同的渲染工具产品，有些集成到更大的建模或者动画包中，有些是独立产品，有些是开放源代码的产品。从内部来看，渲染工具都是根据各种学科理论，经过仔细设计的程序，其中有：光学、视觉感知、数学以及软件开发。
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渲染的图像有许多显着的特性，渲染研究的领域，也主要集中在寻找：高效模拟这些特性的方法。有些特性只与特定的算法有关，有些却与多个算法相关。
浓淡处理
— 表面颜色与亮度随光照的变化
纹理映射
— 在表面生成细节的方法
凸凹纹理映射
— 在表面模拟小凸凹的方法
距离模糊
— 光照穿过不清澈的大气时的模糊
阴影
— 阻挡光照的效果
柔和阴影
— 模拟光的衍射下的阴影
反射
— 镜子或者非常光滑的反射
透明
— 固体明显允许光线穿过
半透明
— 光线通过固体高度散射
折射
— 与透明相关的光线弯曲
间接照明
— 表面由其它表面反射的光照亮，而非光源直接照亮
焦散（caustics）—
间接照明的一种形式，光滑物体反射的光线或者通过透明物体生成的聚焦光线在其它物体上形成照亮区域
景深
— 当物体在焦距物体前后太远时出现模糊
运动模糊
— 由于物体高速运动或者照相机运动而导致的物体模糊
真实感渲染
— 看起来较像现实世界的三维渲染
非真实感渲染
— 用艺术风格渲染场景，使它看起来象油画或者素描
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本文章由瑞云渲染农场（render farm）为大家分享，希望能够喜欢！！！

H. 几种渲染算法简介

通俗的说，一个物 体反射的光可以着亮其他物体，该效 果就是光 能传递效果。 直接光计算： 有 间接光计算： 有 运算导致的场景结果：全局照明结果，即场景中无论直接光照到还是 没照到的地方都是 亮的，并且明暗符合一定物理规律。 场景渲染效果评判： 非常真实 适合的对象： 单帧图像，如建筑、环艺专业的效果图，不适 合动画 代表软件： Lightscape, RAD, Radiance, Luminaire Scanline Render扫描线渲染法 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 西方计算机界的定义：构成一张光栅图像的像素的水平行 直接光计算： 有 间接光计算： 无 运算导致的场景结果：只有被直接光照到的地方才是亮的，场景中不 存在光传递运算概 念上的非直接光。想使直接 光照射以外的地方亮起来，只能靠认 为的方法 在场景中设置光源模拟非直接光效果。 场景渲染效果评判： 不易真实 适合对象： 低品质要求场景，小场景 代表软件： 3D Stutio Max Indirect Illuminate间接照明法 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 西方计算机界的定义：是光能传递算法的简化，与光能传递遵循的运 算法则相同，但运 算量要比光能传递少得多 直接光计算： 有 间接光计算： 有，不充分 运算导致的场景结果：全局照明结果。场景中无论直接光照到的地方 还是没照到的地方 都是亮的，别且明暗符合一 定物理规律。 场景渲染效果评判： 较真实 适合对象： 较快（不同软件的情况不甚相同）单帧与动画 均可，是质量与速 度均可兼顾的最佳选择 代表软件： Enlight, Luma, Mantal ray Raytracen光线跟踪法 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 西方计算机界的定义：是一种渲染技术，用于定义可见表面和产生真 实阴影，反射和折 射。 直接光计算： 有 间接光计算： 有，不完全 运算导致的场景结果：部分全局照明结果，因为只计算高光反射，所 以照明结果有限。 场景渲染评判： 真实（定向使用） 适合对象： 最适合阴影以及金属，玻璃等反射、折射材质 的渲染。基本不会 被单独使用。 代表软件： Raygun 该方法一般被作为使用其他渲染方法的 软件的辅助内嵌功能使用。

I. 3dmax中的shader功能是什么

shader就是专门用来渲染3D图形的一种技 术，通过shader，程序设计人员可以自己编写显卡渲染画面的算法，使画面更漂亮、更逼真。
几年前并没有shader这个东西，所以那时候的显卡，就不 支持shader，而只支持固定管线渲染，游戏画面也没有现在的酷。
shader又分两种
，一种是顶点shader（3D图形都是由一个一个三角形组 成的，顶点shader就是计算顶点位置，并为后期像素渲染做准备的），另一种是像素shader，像素shader顾名思义，就是以像素为单位，计算光 照、颜色的一系列算法。

Shader Model（在3D图形领域常被简称SM）就是“优化渲染引擎模式”。事实上，Shader（着色器）是一段能够针对3D对象进行操作、并被GPU所执行的程序。通过这些程序，程序员就能够获得绝大部分想要的3D图形效果。在一个3D场景中，一般包含多个Shader。这些Shader中有的负责对3D对象表面进行处理，有的负责对3D对象的纹理进行处理。早在微软发布DirectX 8时，Shader Model的概念就出现在其中了，并根据操作对象的不同被分为对顶点进行各种操作的Vertex Shader（顶点渲染引擎）和对像素进行各种操作的Pixel Shader（像素渲染引擎）。