Нова архітектура програмної системи для високореалістичного та високопродуктивного рендерингу 3D-зображень
DOI:
https://doi.org/10.31649/1681-7893-2026-51-1-97-107Ключові слова:
програмна система, рендеринг, інтелектуальна системаАнотація
У статті запропоновано нову архітектуру системи 3D-рендерингу. Проаналізовано переваги та недоліки наявних систем візуалізації, таких як Eevee, Cycles, BRDF Explorer, Mitsuba, Idx3d, V-Ray, RenderMan, UnrealEngine. Обґрунтовано необхідність розробки нової архітектури системи рендерингу. Розглянуто особливості основних складових запропонованої архітектури. Описано підсистеми обробки вхідних даних, геометричних перетворень, визначення оптимальної кількості трикутників, що забезпечують високоефективну підготовку сцени до візуалізації. Досліджено особливості реалізації концепції гібридного рендерингу на основі поєднання підсистем растеризації, трасування променів і нейронного рендерингу. Особливу увагу приділено архітектурним блокам на основі запропонованих моделей відбивної здатності, методів нормалізації векторів, інтелектуальних методів 3D-рендерингу, інтеграція яких забезпечує підвищення продуктивності та реалістичності формування зображень у режимі реального часу. Побудовано структурну схему запропонованої системи 3D-рендерингу.
Посилання
M. Pharr, W. Jakob, and G. Humphreys, Physically Based Rendering, fourth edition: From Theory to Implementation 4th Edition. Cambridge, MA, USA: The MIT Press, 2023.
S. Marschner and P. Shirley, Fundamentals of Computer Graphics: International Student Edition 5th Edition. Boca Raton, FL, USA: CRC Press / Taylor & Francis Group, 2021.
J. M. Blain, The complete guide to Blender graphics, computer modeling and animation. Fifth edition. Boca Raton, FL, USA: CRC Press / Taylor & Francis Group, 2019.
“BRDF”. GitHub.com. https://github.com/wdas/brdf (accessed May 09, 2026).
“Mitsuba 3”. Mitsuba.readthedocs.io. https://mitsuba.readthedocs.io/en/stable/index.html# (accessed May 09, 2026).
Borges. “IDX3D”.GitHub.com.https://github.com/AlessandroBorges/IDX3D/tree/master/source/idx3d (accessed May 09, 2026).
“V-Ray for SketchUp — Key features”. Chaos.com. https://www.chaos.com/vray/sketchup/features (accessed May 09, 2026).
“Modern Physically-Based Rendering”. RenderMan.Pixar.com. https://renderman.pixar.com/tech-specs (accessed May 09, 2026).
“Features”. UnrealEngine.com. https://www.unrealengine.com/features (accessed May 09, 2026).
O. Romanyuk and Y. Zavalniuk, "Deep Learning-Based Determination of Optimal Triangles Number of Graphic Objects Polygonal Model", in 5th International Workshop on Intelligent Information Technologies and Systems of Information Security, Khmelnytskyi, 2024, pp. 39–51.
O. Romanyuk, Y. Zavalniuk, P. Mykhaylov, R. Chekhmestruk, N. Titova, and S. Romanyuk, "Accelerated Vector Normalization for Rendering Tasks", in 2024 14th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT), Ceske Budejovice, 2024, pp. 640–644.
Y. K. Zavalniuk and O. N. Romanyuk, "Adaptive surface reflectance model selection for rendering tasks", Scientific works of Donetsk National Technical University. Series: “Informatics, Cybernetics and Computer Science”, vol. 39, no. 2, pp. 18-30, 2024.
O. Romanyuk, Y. Zavalniuk, O. Romanyuk, S. Kotlyk, O. Bobko, and O. Melnyk, "New Illumination Model for Rendering", in 2025 15th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT), Sibenik, 2025, pp. 723–727.
O. Romanyuk et al., " Optical system visualization of combined reflectance model based on cubic and quadratic functions", in Optical Fibers and Their Applications 2023, Lublin, 2023, Art. no. 129850C.
O. Romanyuk, Y. Zavalniuk, O. Romanyuk, A. Snigur, N. Titova, and V. Maidaniuk, "The development of physically correct reflectance model based on logarithm function", in 2023 13th international conference on advanced computer information technologies (ACIT), Wrocław, 2023, pp. 483–487.
Y. K. Zavalniuk, O. N. Romanyuk, O. Y. Stakhov, and O. V. Romanyuk, " A new microfacet light reflection model based on the GGX distribution", Scientific works of Donetsk National Technical University. Series: “Informatics, Cybernetics and Computer Science”, vol. 40, no. 1, pp. 70-79, 2025.
Bisikalo, O., Kharchenko, V., Kovtun, V., Krak, I., Pavlov, S. Parameterization of the Stochastic Model for Evaluating Variable Small Data in the Shannon Entropy Basis, Entropy, 2023, 25(2), 184
##submission.downloads##
-
pdf
Завантажень: 0
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
