¿Qué es un render en 3D?

¿Has escuchado muchas veces la palabra 'render' pero no sabes qué es? Descubre aquí su verdadero significado

En términos generales, el renderizado para trabajos en 3D y CG, también conocido como 3D Rendering, es el proceso de reproducir una imagen basada en datos tridimensionales almacenados dentro de una computadora. Esta toma información en bruto de una escena 3D (polígonos, materiales, texturas e iluminación) y calcula un resultado final, que se conoce como "salida" y suele ser una sola imagen o una serie de imágenes compiladas.

El renderizado puede agregar la simulación de iluminación realista, sombras, atmósfera, color, textura y efectos ópticos como la refracción de la luz o el desenfoque visto en objetos en movimiento, aunque también podría no ser realista en absoluto y diseñarse para parecer una pintura o una imagen abstracta.

¿Para qué sirve un render 3D?

El render 3D sirve para darle amplitud y sustento a la creación audiovisual digital. Permite realizar vídeos sin la necesidad de grabar en localizaciones reales; en el diseño industrial y tecnología para conocer su interacción, uso y simular situaciones concretas; en arquitectura, para visualizar edificios, complejos, viviendas o incluso para representar e interactuar con edificaciones de la antigüedad; en publicidad y diseño gráfico, para obtener mayor protagonismo y ser más llamativos en los medios digitales; en los videojuegos; en el arte digital; en la medicina e incluso en la gastronomía, para ofrecer experiencias inmersivas.

Proceso general de renderizado 3D

El renderizado 3D es un proceso creativo similar a la fotografía o al cine: parte de una idea, va tomando forma a través de una composición y diseño, después se materializa e ilumina –incluso se escenifica– para, finalmente, producir imágenes. La gran diferencia entre uno y otros es que en el renderizado 3D las escenas que se retratan no existen y todo lo que observamos en una representación 3D que debe crearse en la computadora antes de poder renderizarse.

Y si bien es cierto que puede significar mucho trabajo, esto permite un enorme control creativo sobre todo lo que aparece en escena y cómo se representa. Quizá, el punto más complejo de este proceso es su procesamiento y el tiempo que requiere, a veces es bastante, incluso en computadoras diseñadas para trabajar 3D. Esto se debe a que el software "fotografia" cada píxel de la imagen, el cálculo del color de un solo píxel implica una gran cantidad de otros cálculos, incluyendo el trazado y manejo de la luz, su comportamiento y su rebote.

Algo importante a mencionar es que, aunque el render suele ser la etapa final de un proceso de creación, puede hacer excepciones donde el renderizado se lleva a Photoshop para un procesamiento posterior.

Principales métodos de renderizado 3D

Por lo general, se utilizan dos tipos de renderizado: CPU (unidad central de procesamiento) y GPU (unidad de procesamiento gráfico). El CPU es el procesador del ordenador, su función principal es ejecutar secuencias de instrucciones y procesamientos generales; el GPU, por otra parte, es la tarjeta gráfica instalada en la computadora, que se enfoca en realizar procesamientos específicos y en reducir la carga de trabajo del procesador (CPU) en cuanto a gráficos, como vectores, matrices, vértices y píxeles.

1. Renderizado con CPU

El render con CPU, también llamado "representación previa", se usa principalmente en estudios de cine y es el favorito de artistas de visualización arquitectónica; esto se debe a su precisión para crear imágenes fotorrealistas y a que los tiempos de renderizado no son un problema considerable para estas industrias. Una escena con iluminación plana y materiales con formas simples puede renderizarse en cuestión de segundos, mientras que una escena con iluminación y modelos HDRI puede tardar horas.

También es posible renderizar efectos más avanzados usando la CPU, esto incluye técnicas como:

- Trazado de rayos: cada píxel en la imagen final se calcula como una partícula de luz que simula interactuar con objetos en su escena. Es excelente para crear escenas realistas con sombras y reflejos avanzados, pero requiere de mucha potencia de procesamiento.

- Trazado de ruta: calcula la imagen final en función de cómo la luz incidirá en cierto punto de una superficie de la escena y cuánto se reflejará en la cámara de la vista, repitiéndolo para cada píxel del render final. Es ideal para trabajar el fotorrealismo.

- Mapeo de fotones: la computadora dispara "fotones" (rayos de luz) tanto de la cámara como de cualquier fuente de luz que se use para obtener la escena final. Esta técnica suele usarse para simular cáusticas –la envolvente de los rayos de luz reflejados por una superficie curva u objeto– a medida que la luz se refracta a través de superficies transparentes.

- Radiosidad: similar al trazado de ruta, aunque solo simula rutas de iluminación que se reflejan desde una superficie difusa en la cámara y toma en cuenta las fuentes de luz que ya se han reflejado en otras superficies de la escena. Es perfecta para trabajar la iluminación de una escena completa con la simulación de sombras realistas más suaves.

2. Renderizado con GPU

El procesamiento con GPU se utiliza para el procesamiento en tiempo real. Es muy común su utilización en videojuegos y aplicaciones interactivas donde se necesita renderizar de 30 a 120 cuadros por segundo para obtener una experiencia fluida.

El renderizado en tiempo real no permite usar algunas de las técnicas del renderizado con CPU y para suplir estos inconvenientes se utilizan otros efectos que logran engañar al ojo y hacer que los elementos se vean más suaves, como ocurre con el desenfoque de movimiento.

No obstante, el renderizado por GPU no siempre tiene que usarse en tiempo real, también es funcional para hacer renderizados más largos y es bueno para mostrar los primeros resultados de una pieza final –una especie de previsualización de la escena– sin tener que esperar horas para ver el render final. Esto lo convierte en una herramienta muy útil en cuanto al flujo de trabajo 3D al configurar la iluminación y las texturas.

Qué motor de renderizado usar

Un motor de renderizado es un software o un plugin que permite generar una vista realista de una pieza 3D. Cada motor de render trabaja en base al GI (iluminación global), es decir, realiza un cálculo de la iluminación producida por una fuente de luz en un punto y su media sobre una superficie.

Hay decenas de motores de renderizado; de hecho, prácticamente cualquier software 3D cuenta con su propio motor de renderizado incorporado, pero pueden tener limitaciones en comparación con motores de renderizado especializados.

Tres de los más motores de renderizado más importantes y recomendados son:

- V-Ray: quizá el motor más común. Es capaz de utilizar tanto el procesamiento de CPU como de GPU, por lo que es muy flexible. Está disponible para Maya, Blender y prácticamente cualquier software 3D.

- Corona: el preferido de muchos diseñadores y arquitectos. Es muy potente, aunque solo está disponible para 3DS Max y Cinema 4D.

- RenderMan: desarrollado y utilizado por los estudios Pixar para sus producciones. Se puede usar como un complemento con Maya, o como un producto independiente en computadoras con Windows, Mac y Linux.

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