Render là gì? Tầm quan trọng trong lĩnh vực thiết kế đồ họa

Render là gì? Thuật ngữ Render hay kết xuất đồ họa có lẽ rất nhiều người biết tới trong làm việc cụ thể như render video hay kết xuất file nội dung trong thiết kế. Cùng với sự phát triển của đồ họa máy tính, render đã trở thành khái niệm quen thuộc  trong giới thiết kế và ngày càng phổ thông. Cùng tìm hiểu chi tiết qua bài viết dưới đây của Chanh Tươi nhé.

1. Render là gì?

Render (tiếng Việt là kết xuất đồ hoạ) là một quá trình kiến tạo một mô hình (hoặc một tập hợp các mô hình) thành một cảnh phim hoặc hình ảnh nào đó.

Mô hình chính là việc mô tả của các đối tượng ba chiều bằng một ngôn ngữ được định nghĩa chặt chẽ hoặc bằng một cấu trúc dữ liệu. Việc mô tả bao gồm các thông tin về hình học, điểm nhìn, chất liệu và bố trí ánh sáng của đối tượng.

Hình ảnh có thể là hình ảnh kỹ thuật số (digital image) hoặc hình ảnh đồ họa điểm (raster graphics image). Trong thực tiễn, render luôn luôn có quan hệ chặt chẽ với các chủ đề khác.

Trong “quy trình xử lý đồ họa” (graphics pipeline), kết xuất là bước quan trọng cuối cùng để tạo ra diện mạo kết cục của các mô hình và hoạt hình.
Kết xuất đồ họa (Render) được ứng dụng trong: trò chơi video và điện tử, các chương trình mô phỏng, trong điện ảnh, trong hiệu ứng đặc biệt trên TV, và trong hình tượng hóa thiết kế, mỗi cái áp dụng một cân bằng giữa các đặc trưng và kỹ thuật khác nhau.

Việc sử dụng card nào cho render phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thứ bạn cần render là đồ họa, khối 3D hay chỉ đơn giản là các video phim ảnh:

Đối với mảng 3D, đồ họa, thiên về các phần mềm như After Effect, 3dx max thì nên chọn render bằng GPU. GPU chính là sức mạnh của card đồ họa, nếu là dân đồ họa dành hầu hết thời gian để sáng tạo các sản phẩm mới từ những hiệu ứng và công cụ design creative thì bạn nên tập trung vào cái này để có thể render nhanh hơn.

Còn đối với các editor làm việc chủ yếu với phim ảnh, cắt ghép phim, nguồn dữ liệu phải chứa rất lớn, thì quá trình rendering chủ yếu sử dụng tài nguyên của CPU. CPU hoạt động gần như hết công xuất trong suốt quá trình render, điều này giải thích cho lý do vì sao các máy tính hầu như đều bị chậm đi hẳn khi thực hiện render.

Hiện nay, hầu hết các phần mềm thiết kế khác nhau đều sẽ có hỗ trợ render trực tiếp trên phần mềm ấy. Tuy nhiên việc render trực tiếp như vậy tốn khá nhiều thời gian, và một điểm bất tiện hơn nữa là trong thời gian render chúng ta ko thể thực hiện song song bất kỳ một công việc nào trên máy nữa.

Điều này thực sự gây bất tiện và đôi lúc còn ảnh hưởng đến sản phẩm chúng ta render ra nếu GPU và CPU của máy không đáp ứng được tối thiểu yêu cầu.

2. Vai trò của Render trong thiết kế đồ họa

Trong thiết kế đồ họa, có hai quá trình chính là thiết kế trên phần mềm và kết xuất thành sản phẩm cuối cùng. Trong khâu thiết kế, designer (người thiết kế đồ họa) dựng các mô hình, thêm màu sắc, hiệu ứng, ánh sáng,… thông qua các công cụ được cung cấp bởi phần mềm thiết kế đồ họa. Những dữ liệu sinh ra trong quá trình thiết kế được lưu vào các project theo định dạng và cấu trúc chặt chẽ của phần mềm được sử dụng. 

Các project thường có kích thước rất lớn do chứa nhiều file thông tin không nén và chưa qua xử lý. Điều đó có nghĩa là mặc dù các designer có thể xem trước (preview) sản phẩm của quá trình thiết kế thông qua tính năng của phần mềm, các project vẫn không phù hợp để trở thành một sản phẩm dành cho đại đa số mục đích thương mại hay phục vụ người dùng cuối. 

Các hiệu ứng phức tạp như được sử dụng trong làm phim thì việc xem trước đòi hỏi phải thực thi toàn bộ các xử lý trong thời gian thực khiến máy tính quá tải và không thể thể hiện hết kết quả của quá trình xử lý.

Những vấn đề trên là lý do tồn tại của khâu render, khi tất cả các hiệu ứng, lớp phủ được kết hợp lại và các quá trình xử lý ánh sáng được diễn ra một lần. Kết quả cuối cùng được ghi nhận là một file sản phẩm duy nhất, đã tối ưu, đã xử lý xong và sẵn sàng sử dụng ngay mà không cần tác động nào khác.

3. Lựa chọn Render bằng CPU hay GPU?

Render thực chất cũng là quá trình thực hiện hàng loạt phép tính toán giống như các tác vụ khác trên máy tính, do đó nó có thể được thực hiện bằng cả CPU (bộ xử lý trung tâm) và GPU (bộ xử lý đồ họa). Tuy nhiên, CPU và GPU được tạo ra nhắm tới những tác vụ xử lý khác nhau nên render bằng CPU và GPU cũng có những điểm khác biệt rõ ràng.

Công nghệ sản xuất gần đây đã cho ra đời những CPU có đến hàng chục lõi, nhưng nếu so sánh với hàng ngàn nhân xử lý trong GPU thì có vẻ quá ít. Đó là do CPU được tạo ra để xử lý một số ít tác vụ lớn cần thực hiện các phép toán tuần tự (xử lý đồng bộ) với tốc độ nhanh nhất có thể. 

Ngược lại, GPU thích hợp sử dụng để thực hiện song song nhiều tác vụ nhỏ (xử lý bất đồng bộ) nhờ số lõi xử lý lớn. Mặt khác, các CPU hiện đại có thể quản lý lượng RAM lên đến đơn vị Terabyte trong khi bộ nhớ của các GPU (VRAM) chỉ giới hạn ở vài chục Gigabyte. Những khác biệt trên dẫn tới một số kết quả sau:

Tốc độ render bằng GPU nhanh hơn, nhưng độ chính xác và chất lượng hình ảnh render bởi CPU tốt hơn.
Với cùng tốc độ xử lý đồ họa, một GPU có thể tương đương tới 5 CPU do đó giá thành GPU rendering là rẻ hơn.
CPU có thể xử lý các kết xuất cần dung lượng bộ nhớ rất lớn, trong khi GPU bị giới hạn ở khía cạnh này.
Tốc độ xử lý nhanh cùng khiến GPU thích hợp với các công việc cần trình diễn kết quả trong thời gian thực như mô phỏng, video game,…
Có thể thấy dường như render bằng GPU là lựa chọn đem đến nhiều lợi ích hơn, nhưng không phải tuyệt đối. Tùy thuộc vào tính chất công việc cần tốc độ cao và giá thành rẻ hay cần độ chính xác và bộ nhớ lớn mà ta chọn GPU hay CPU cho render.

4. Có những loại Render nào?

Render là gì? Có mấy loại? Có hai loại render chính là pre-rendering và real time rendering. Pre-rendering nghĩa là kết xuất hình ảnh trước và lưu thành các định dạng phổ biến để có thể đọc được từ các trình đọc file media cơ bản hay in ấn. Pre-rendering thường tạo ra hình ảnh có độ chân thực cao, nhiều chi tiết và hiệu ứng phức tạp nên thường ứng dụng trong làm phim, tạo poster,…

Ngược lại, realtime rendering kết xuất hình ảnh và trình chiếu trong thời gian thực nên được ứng dụng trong đồ họa tương tác như video game, mô phỏng,…

Với khối lượng công việc lớn hay có tính chất đặc thù, một máy tính đơn lẻ dù mạnh đến đâu cũng không thể render nhanh chóng được. Khi đó giải pháp khả thi là kết nối nhiều máy tính/phần cứng lại để có sức mạnh xử lý rendering cao hơn. Các doanh nghiệp hoàn toàn có thể tự thiết lập các render farm bằng hệ thống máy tính nội bộ để vận hành các phần mềm tương thích như Vray hay Corona.

Top 5 phần mềm Rendering được sử dụng nhiều nhất

V-Ray

Vray đã trở nên phổ biến với cả kiến trúc sư và nhà thiết kế, từ nghệ thuật 3D đến render kiến trúc. Vray hỗ trợ cả CPU (Bộ xử lý trung tâm), GPU (Bộ xử lý đồ họa) và Hybrid Rendering để phù hợp với nhu cầu của người dùng và công suất của máy tính. Interactive rendering cho phép người dùng xem render output trong khi thiết kế.

Đồng thời, viewport rendering cho phép hiển thị dưới dạng overlay trên phần mềm khác, do đó, quá trình tương tác và các thay đổi hoàn toàn được thực hiện tự động.

Corona – Render

Rendering là gì và Corona render là như thế nào? Theo đó đây là 1 trong những ứng dụng vô cùng nổi bật vì dễ sử dụng và tốc độ xử lý realtime rất cao. Trên thị trường hiện nay, trình render này đã và đang phát triển vô cùng nhanh chóng.

Render là gì? - Mental Ray

Mental ray là một ứng dụng kết xuất đồ họa với chất lượng dùng cho các sản phẩm chuyên nghiệp được phát triển bởi mental images.

Maxwell Render

Đây đang là một trong những phần mềm hỗ trợ người dùng tạo nên ảnh mô phỏng tương tự như thật nhờ vào dữ liệu của mô hình 3D ngay trên máy tính. Vào tháng 12 năm 2004 Maxwell Render đã được giới thiệu trực tiếp ra thị trường tương tự như 1 phiên bản alpha. 

Camtasia Studio

Ngoài các phần mềm trên thì Camtasia cũng là một phần mềm được ưa chuộng sử dụng bởi khả năng render các video trình chiếu có chất lượng full HD. Đây cũng là một trong những sản phẩm rất dễ sử dụng, thường xuyên được cập nhật tính năng để đem đến trải nghiệm tốt cho người dùng.

Thông qua những phân tích chi tiết trên, các bạn đã hiểu những khái niệm về một render và những thông tin để một máy có render làm việc hiệu quả nhất. Xã hội ngày càng phát triển công nghệ, thời kỳ công nghệ số, Chanh Tươi sẽ tiếp tục phân tích về các thông tin liên quan đến render là gì ở những bài viết sau.