实时渲染

概述

实时渲染（德语：Echtzeit-Rendering）是指在场景变化时，立即计算并显示的计算机生成图像。与经典的离线渲染（Pre-Rendering）不同，后者需要数小时在渲染农场上预先计算单个帧，而实时渲染的图像是交互式生成的，可以实时更改。

在片场，实时渲染不是一个独立的设备，而是虚拟制片（Virtual Production）以及特别是摄影机内视觉特效（In-Camera VFX, ICVFX）的技术基础：游戏引擎实时计算数字环境，并将其输出到环绕演员和实体布景的LED墙或LED体积（LED Volume）上。内容直接由摄影机拍摄，而不是事后通过绿幕合成。

工作原理

图像由GPU（图形处理器）计算，而不是由CPU渲染农场计算。常用的引擎包括虚幻引擎（Unreal Engine，Epic Games）和Unity。为了使LED墙上的透视显示与摄影机运动匹配，摄影机的位置和镜头通过摄影机跟踪系统（Camera-Tracking-System）捕捉并回传给引擎；渲染出的画面（Frustum）实时跟随摄影机。

为了使摄影机、渲染管线和LED处理器能够无撕裂（Tearing）地协同工作，所有组件必须通过Genlock和时间码与一个共同的演播室时钟同步。一个关键要求是低延迟（Latenz），以便显示的场景能够无延迟地跟随摄影机运动。

实时渲染与离线渲染的区分

片场应用

• LED体积 / ICVFX: LED墙显示实时渲染的环境，同时为演员、服装和道具提供逼真的环境光和反射。
• 实时调整: 白天、天气、光线氛围或布景元素可以在拍摄过程中直接更改，无需重新渲染。
• 预演: 实时渲染也用于预演/技术预演（Previs/Techvis）和虚拟摄影机探索，在实际拍摄之前进行。

注意: 具体的延迟和帧率要求取决于工作室设置、使用的硬件和拍摄的帧率，应根据项目具体情况进行评估。