Предварительный рендеринг — это процесс, в котором видеоматериал не рендерится в реальном времени оборудованием, которое выводит или воспроизводит видео. Вместо этого видео представляет собой запись материала, который был ранее рендерен на другом оборудовании (обычно более мощном, чем оборудование, используемое для воспроизведения). Предварительно рендеренные ресурсы (обычно фильмы) также могут быть переданы разработчиком на аутсорсинг сторонней производственной компании. Такие ресурсы обычно имеют уровень сложности, который слишком велик для целевой платформы для рендеринга в реальном времени.
Термин «предварительно отрендеренный» относится ко всему, что не отрендерено в реальном времени. Сюда входит контент, который можно было бы запустить в реальном времени с большими усилиями со стороны разработчика (например, видео, которое охватывает многие игровые среды без остановки для загрузки, или видео игры на ранней стадии разработки, которое отрендерено в замедленном режиме, а затем воспроизводится с обычной скоростью). Этот термин обычно не используется для обозначения видеозахватов отрендеренной в реальном времени графики, несмотря на то, что видео технически предварительно отрендерено по своей природе. Этот термин также не используется для обозначения нарисованных от руки или сфотографированных активов (эти активы изначально не отрендерены на компьютере).
Преимущество предварительного рендеринга заключается в возможности использовать графические модели, которые являются более сложными и требующими больших вычислительных затрат, чем те, которые могут быть отрисованы в реальном времени, из-за возможности использования нескольких компьютеров в течение длительных периодов времени для рендеринга конечных результатов. Например, можно провести сравнение между рельсовыми шутерами Maximum Force (которые использовали предварительно отрисованные 3D-уровни, но 2D-спрайты для врагов) и Virtua Cop (использующими 3D-полигоны); Maximum Force выглядел более реалистично из-за ограничений 3D-движка Virtua Cop , но Virtua Cop имеет фактическую глубину (способность изображать врагов вблизи и вдали, а также специфичные для тела удары и множественные удары) по сравнению с ограничениями 2D-спрайтовых врагов в Maximum Force . [1]
Недостатком предварительного рендеринга в случае графики видеоигр является, как правило, более низкий уровень интерактивности, если таковой имеется, с игроком. Другой отрицательной стороной предварительно рендеренных ресурсов является то, что изменения не могут быть сделаны во время игрового процесса. Игра с предварительно рендерированными фонами вынуждена использовать фиксированные углы камеры, а игра с предварительно рендеренным видео, как правило, не может отразить какие-либо изменения, которые персонажи игры могли претерпеть во время игрового процесса (например, ранения или индивидуальная одежда), без сохранения альтернативной версии видео. Это, как правило, неосуществимо из-за большого объема места, необходимого для хранения предварительно рендеренных ресурсов высокого качества. Однако в некоторых продвинутых реализациях, таких как Final Fantasy VIII , ресурсы в реальном времени были составлены с предварительно рендеренным видео, что позволяло использовать динамические фоны и менять углы камеры. Другая проблема заключается в том, что игра с предварительно рендеренным освещением не может легко изменить состояние освещения убедительным образом.
По мере дальнейшего развития технологий в середине 2000-х годов графика видеоигр смогла достичь фотореализма, который ранее был ограничен предварительной визуализацией, что видно по развитию Machinima .
Предварительно отрендеренная графика используется в основном в качестве заставок в современных видеоиграх, где она также известна как полноэкранное видео . Использование предварительно отрендеренной 3D-графики для видеопоследовательностей восходит к двум аркадным лазерным видеоиграм, представленным в конце 1983 года: Interstellar , [2] [3] представленная Funai на выставке AM в сентябре, [4] и Star Rider , [5] представленная Williams Electronics на выставке AMOA в октябре. [6]
Расширенный ремейк Ys I: Ancient Ys Vanished на Sharp X68000 , выпущенный в 1991 году, использовал трехмерную предварительно отрендеренную графику для спрайтов боссов, хотя это в конечном итоге создало то, что считается «странным контрастом» с в основном двухмерной графикой игры . [7] Одной из первых игр, широко использовавшей предварительно отрендеренную графику вместе с полноценным видео , была The 7th Guest . Выпущенная в 1993 году как одна из первых игр для ПК исключительно на CD-ROM , игра была чрезвычайно популярна, хотя отзывы критиков были неоднозначными. В игре использовались предварительно отрендеренные видеопоследовательности с разрешением 640x320 при 15 кадрах в секунду , что ранее считалось невозможным на персональных компьютерах. Вскоре после этого выпуск Myst в 1993 году сделал использование предварительно отрендеренной графики и CD-ROM еще более популярным; Большая часть отрендеренной работы Myst стала основой для ремейка realMyst: Interactive 3D Edition с его свободно перемещающейся 3D-графикой в реальном времени. Наиболее графически продвинутым использованием полностью предварительно отрендеренной графики в играх часто называют Myst IV: Revelation , выпущенную в 2004 году.
Одной из первых значимых консольных игр с предварительно отрендеренной графикой была Donkey Kong Country , выпущенная на SNES в 1994 году.
Использование предварительно отрендеренных фонов и фильмов также стало популярным благодаря франшизам Resident Evil и Final Fantasy на оригинальной PlayStation , обе из которых широко используют предварительно отрендеренные фоны и фильмы, чтобы обеспечить визуальное представление, которое намного превосходит то, что может предоставить консоль с 3D в реальном времени. Эти игры включают элементы реального времени (персонажи, предметы и т. д.) в дополнение к предварительно отрендеренным фонам для обеспечения интерактивности . Часто игра, использующая предварительно отрендеренные фоны, может выделять дополнительную вычислительную мощность на оставшиеся интерактивные элементы, что приводит к уровню детализации, превышающему норму для хост-платформы. В некоторых случаях визуальное качество интерактивных элементов все еще сильно отстает от предварительно отрендеренных фонов.
В конце 1990-х и начале 2000-х годов, когда большинство 3D-игровых движков имели предварительно рассчитанные/фиксированные карты освещения и текстурные отображения, разработчики часто обращались к предварительно отрендеренной графике, которая имела гораздо более высокий уровень реализма. Однако с середины 2000-х годов это утратило популярность, поскольку достижения в области графики для потребительских ПК и игровых консолей позволили использовать собственный движок игры для рендеринга этих кинематографических роликов. Например, движок id Tech 4, используемый в Doom 3, позволял использовать рельефное отображение и динамическое попиксельное освещение , которые ранее можно было найти только в предварительно отрендеренных видео.
В таких играх, как Warcraft III: Reign of Chaos , использовались оба типа заставок: предварительно отрендеренные для начала и конца кампании, а также внутриигровой движок для брифингов по уровням и диалогов персонажей во время миссии.
Некоторые игры также используют 16-битный предварительно отрендеренный скайбокс , например Half-Life (только версия GoldSrc ), Re-Volt , Quake II и другие.
Такие фильмы с использованием компьютерной графики, как «История игрушек » , «Шрек» и «Последняя фантазия: Духи внутри», полностью предварительно визуализируются.
Другим все более распространенным методом предварительной визуализации является генерация наборов текстур для 3D-игр, которые часто используются со сложными алгоритмами реального времени для имитации чрезвычайно высоких уровней детализации. При создании Doom 3 id Software использовала предварительно визуализированные модели в качестве основы для генерации обычных, зеркальных и диффузных карт освещения, которые имитируют детализацию исходной модели в реальном времени.
Предварительно визуализированное освещение — это техника, которая теряет популярность. Алгоритмы трассировки лучей, требующие интенсивной работы процессора , могут использоваться во время производства игры для генерации световых текстур, которые просто накладываются поверх обычных текстур, нарисованных вручную.