RenderMan规范和着色器

快捷方式: 差异，相似，杰卡德相似系数，参考。

RenderMan规范和着色器之间的区别

RenderMan规范 vs. 着色器

RenderMan规范，简称RISpec，是一个开放的应用程序接口（API），由皮克斯开发，用于描述三维模型并把它转换成逼真的数字图像。RenderMan规范作为建模程序和渲染程序之间的通信协议（或称为接口），用于生成逼真的数字图像。规范类似于PostScript，不过是用来描述三维场景而非二维页面布局。因此，理解RenderMan接口的建模软件，可以输出场景数据到符合规范的渲染器（以下简称RenderMan渲染器），而无需关心后者使用什么算法来渲染出图像。 RenderMan规范最初发布于1988年，版本号为3.0，3.1版发布于1989年，并在1995年进行了修订，2000年7月，规范发布3.2版。规范的当前版本是3.2.1版，发布于2005年11月。后来的事实证明了规范的前瞻性，规范在多年之后也无需过多改动就能引入新技术。 RenderMan规范和当时的其他标准的不同之处在于它允许使用高级的几何图元，比如二次曲面或双三次曲面来表示图形，而非依赖于建模程序事先生成多边形逼近模型，规范的另一个创新之处是引入着色语言。 RenderMan和OpenGL有很多相同之处，虽然两个API是针对不同的用户（OpenGL用于实时硬件辅助渲染，而RenderMan规范则用于逼真图像的离线渲染），两个API都是基于栈的状态机机制直接渲染出几何图形。. 计算机图形学领域中，着色器（）是一种计算机程序，原本用于进行图像的浓淡处理（计算图像中的光照、亮度、颜色等），但近来，它也被用于完成很多不同领域的工作，比如处理CG特效、进行与浓淡处理无关的、甚至用于一些与计算机图形学无关的其它领域。 使用着色器在图形硬件上计算渲染效果有很高的自由度。尽管不是硬性要求，但目前大多数着色器是针对GPU开发的。GPU的可编程绘图管线已经全面取代传统的固定管线，可以使用着色器语言对其编程。构成最终图像的像素、顶点、纹理，它们的位置、色相、饱和度、亮度、对比度也都可以利用着色器中定义的算法进行动态调整。调用着色器的外部程序，也可以利用它向着色器提供的外部变量、纹理来修改这些着色器中的参数。 在电影后期处理、计算机成像、电子游戏等领域，着色器常被用来制作各种特效。除了普通的光照模型，着色器还可以调整图像的色相、饱和度、亮度、对比度，生成模糊、高光、有体积光源、失焦、卡通渲染、色調分離、畸变、凹凸贴图、色键（即所谓的蓝幕、绿幕抠像效果）、边缘检测等效果。.

三维模型

三維模型是物體的三維多邊形表示，通常用電腦或者其它影片設備進行顯示。顯示的物體是可以是現實世界的實體，也可以是虛構的東西，既可以小到原子，也可以大到很大的尺寸。任何物理自然界存在的東西都可以用三維模型表示。 三维模型经常用三维建模工具这种专门的软件生成，但是也可以用其它方法生成。作为点和其它信息集合的数据，三维模型可以手工生成，也可以按照一定的算法生成。尽管通常按照虚拟的方式存在于计算机或者计算机文件中，但是在纸上描述的类似模型也可以认为是三维模型。 三维模型广泛用任何使用三维图形的地方。实际上，它们的应用早于个人电脑上三维图形的流行。许多计算机游戏使用预先渲染的三维模型图像作为sprite用于实时计算机渲染。 现在，三维模型已经用于各种不同的领域。在医疗行业使用它们制作器官的精确模型；电影行业将它们用于活动的人物、物体以及现实电影；电子游戏产业将它们作为计算机与电子游戏中的资源；在科学领域将它们作为化合物的精确模型；建筑业将它们用来展示提议的建筑物或者风景表现；工程界将它们用于设计新设备、交通工具、结构以及其它应用领域；在最近几十年，地球科学领域开始构建三维地质模型。 三维模型本身是不可见的，可以根据简单的线框在不同细节层次渲染的或者用不同方法进行明暗描绘（shaded）。但是，许多三维模型使用纹理进行覆盖，将纹理排列放到三维模型上的过程称作纹理映射。纹理就是一个图像，但是它可以让模型更加细致并且看起来更加真实。例如，一个人的三维模型如果带有皮肤与服装的纹理那么看起来就比简单的单色模型或者是线框模型更加真实。 除了纹理之外，其它一些效果也可以用于三维模型以增加真实感。例如可以调整曲面法线以实现它们的照亮效果，一些曲面可以使用凸凹纹理映射方法以及其它一些立体渲染的技巧。 三维模型经常做成动画，例如，在故事片电影以及计算机与电子游戏中大量地应用三维模型。它们可以在三维建模工具中使用或者单独使用。为了容易形成动画，通常在模型中加入一些额外的数据，例如，一些人类或者动物的三维模型中有完整的骨骼系统，这样运动时看起来会更加真实，并且可以通过关节与骨骼控制运动。.

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皮克斯动画工作室

克斯動畫工作室（Pixar Animation Studios ，--），簡稱皮克斯（英语：PIXAR），是一家位於加州愛莫利維爾市的计算机动画制片厂 。該公司也制作電腦三維软件，如用于影视效果制作并符合自家制定的RenderMan规范的三维渲染软件包——PRMan。皮克斯的前身是盧卡斯影业于1979年成立的的電腦動畫部 。1986年，苹果公司联合創始人史提夫·乔布斯收購了卢卡斯的電腦動畫部，成立了皮克斯动画工作室。2006年，皮克斯被迪士尼以74亿美元收购，成为华特迪士尼公司的一部分，乔布斯亦因此成为迪士尼的最大個人股东。 截至2018年，皮克斯共发布了20部动画长片，第一部是1995年的《玩具总动员》，最近的一部是2018年的《超人总动员2》。皮克斯的20部作品都获得了好评与商业上的成功，除了《赛车总动员2》，这部电影虽然获得了商业上的成功，但得到的好评比皮克斯的其他作品大幅减少。这些作品都获得了CinemaScore至少“A-”的评价，表示得到了观众的积极接受。该公司也制作一些。截至2017年12月，该公司的所有作品在全世界累计获得了115亿美元的票房，平均每部电影获得6.08亿美元。皮克斯电影都曾进入電影票房收入前五十名，其中《海底总动员》与《玩具总动员3》一直保持在前五十名，《玩具总动员3》在全球获得了十亿美元票房。 皮克斯至2018年已获得15次奥斯卡奖、9次金球奖、11次格莱美奖以及。自2001年奥斯卡最佳动画片奖设立以来，皮克斯电影有九部获奖，分别是《海底总动员》、《超人总动员》、《料理鼠王》、《机器人总动员》、《飞屋环游记》、《玩具总动员3》、《勇敢传说》、《头脑特工队》、《可可夜總會》；还有两部《怪兽电力公司》与《汽車總動員》获得提名。《飞屋环游记》与《玩具总动员3》提名奥斯卡最佳影片奖。 2009年9月6日，皮克斯成员约翰·拉塞特、布拉德·伯德、皮特·多克特、安德鲁·斯坦顿、李·安克里奇在威尼斯电影节上获得榮譽金獅獎，由乔治·卢卡斯颁奖。.

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算法

-- 算法（algorithm），在數學（算學）和電腦科學之中，為任何良定义的具體計算步驟的一个序列，常用於計算、和自動推理。精確而言，算法是一個表示爲有限長列表的。算法應包含清晰定義的指令用於計算函數。 算法中的指令描述的是一個計算，當其時能從一個初始狀態和初始輸入（可能爲空）開始，經過一系列有限而清晰定義的狀態最終產生輸出並停止於一個終態。一個狀態到另一個狀態的轉移不一定是確定的。隨機化算法在内的一些算法，包含了一些隨機輸入。 形式化算法的概念部分源自尝试解决希尔伯特提出的判定问题，並在其后尝试定义或者中成形。这些尝试包括库尔特·哥德尔、雅克·埃尔布朗和斯蒂芬·科尔·克莱尼分别于1930年、1934年和1935年提出的遞歸函數，阿隆佐·邱奇於1936年提出的λ演算，1936年的Formulation 1和艾倫·圖靈1937年提出的圖靈機。即使在當前，依然常有直覺想法難以定義爲形式化算法的情況。.

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纹理贴图

#重定向 材质贴图.

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OpenGL

OpenGL（Open Graphics Library，譯名：開放圖形庫或者“開放式圖形庫”）是用於渲染2D、3D矢量圖形的跨語言、跨平台的應用程序編程接口（API）。這個接口由近350個不同的函數调用組成，用來從簡單的圖形位元繪製複雜的三維景象。而另一种程式介面系统是仅用于Microsoft Windows上的Direct3D。OpenGL常用於CAD、虛擬實境、科學視覺化程式和電子遊戲開發。 OpenGL的高效實現（利用了图形加速硬件）存在于Windows，部分UNIX平台和Mac OS。這些實現一般由顯示裝置廠商提供，而且非常依賴於該廠商提供的硬體。開放原始碼函式庫Mesa是一個純基於軟體的圖形API，它的代码兼容於OpenGL。但是，由于许可证的原因，它只声称是一个“非常相似”的API。 OpenGL规范由1992年成立的OpenGL架构评审委员会（ARB）维护。ARB由一些對建立一个统一的、普遍可用的API特别感兴趣的公司组成。根据OpenGL官方网站，2002年6月的ARB投票成员包括3Dlabs、Apple Computer、ATI Technologies、Dell Computer、Evans & Sutherland、Hewlett-Packard、IBM、Intel、Matrox、NVIDIA、SGI和Sun Microsystems，Microsoft曾是创立成员之一，但已于2003年3月--。.

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渲染

渲染（render，或称为绘制）在電腦繪圖中，是指以软件由模型生成图像的过程。模型是用语言或者数据结构进行严格定义的三维物体或虚拟场景的描述，它包括几何、视点、纹理、照明和阴影等信息。图像是数字图像或者位图图像。彩現用于描述：计算视频编辑软件中的效果，以生成最终视频的输出过程。 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。 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。 三维计算机图形的预渲染（Pre-rendering 或 Offline rendering）或者实时渲染（Real-time rendering 或 Online rendering）的速度都非常慢。预渲染的计算强度很大，需要大量的服务器运算完成，通常被用于电影制作；实时渲染经常用于三维视频游戏，通常依靠图形处理器（GPU）完成这个过程。.

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