什么是预渲染

用于电影制作等场景，需要提前渲染大量图像帧并拼接成动画。这是一个缓慢且计算密集型的过程。

常用于3D视频游戏和其他需要动态生成场景的应用程序。实时预渲染通常结合光栅化、射线跟踪和路径跟踪等技术，并利用预渲染的照明信息实现逼真的全局光照效果。

将离线预渲染和实时预渲染相结合，对静态物体使用预渲染照明，对动态物体使用实时渲染。这种方式在游戏等领域被广泛采用。

通过使用3D硬件加速器，可以显著提高实时渲染性能。图形处理器（GPU）专为并行计算而设计，能够高效处理大量的图形运算，从而加快预渲染过程。

对于静止物体，可以使用预计算光照（Baked Lighting）技术，将光照信息预先烘焙到纹理中，避免了实时计算光照的开销。对于移动物体，可以使用光照探针（Light Probes）在场景中捕获光照信息，然后对移动物体进行插值，近似计算其受光情况。

将光栅化（Rasterization）与射线追踪（Ray Tracing）和路径追踪（Path Tracing）等技术相结合，可以实现更加真实的全局光照效果。光栅化用于渲染基本几何体和纹理，射线追踪用于计算间接光照和软阴影等复杂效果。

虽然CPU在单线程性能上不如GPU，但通过利用多核并行计算能力，也可以实现较高的渲染性能。纯CPU渲染不受GPU硬件限制，但需要更多的晶体管来达到与GPU加速方案相当的速度。

对于大规模的渲染任务，可以采用分布式渲染系统，将渲染任务分配到多台计算机上并行执行，从而提高整体渲染效率。

预渲染技术在电影制作中得到了广泛应用。电影中的许多场景都是通过预渲染生成，这是一个缓慢且计算量巨大的过程，但可以创建出高度逼真且可预测的虚拟照明场景。制作电影动画时，需要渲染并拼接成千上万张图像（帧），预渲染是实现这一过程的关键技术。

在3D游戏和其他需要动态创建场景的实时渲染应用中，预渲染技术也扮演着重要角色。实时渲染可以利用光栅化、射线跟踪和路径跟踪等技术，并可能依赖于对静止物体进行预渲染（"烘焙"）的光照数据，从而提高渲染效率和质量。

在建筑设计和可视化领域，预渲染技术可用于生成高保真的室内和室外场景图像，帮助设计师和客户更好地理解和评估设计方案。通过预渲染，可以准确模拟真实照明条件下的效果，为决策提供有价值的参考。

在产品设计过程中，预渲染技术可用于生成逼真的3D产品渲染图，展示产品在不同环境和光照条件下的外观和细节。这些渲染图对于营销和客户沟通非常有用。