現代のゲームエンジンはどのようにしてリアルタイムレンダリングを実現するのでしょうか？Blenderの「遅い」レンダリングはどうですか？

私はgamedevとBlenderの両方に慣れていないので、振ることができないものがあります：

Blenderでは、1つのレンダー（より高度なCyclesレンダラーを使用した場合でも）が私のマシンで最大45秒かかることがあります。しかし、明らかに、ゲームでは素晴らしいグラフィックを使用できるため、レンダリングは1秒間に複数回、リアルタイムで継続的に行われます。

それで、Blenderのレンダリングが「遅い」ように見えるのと、ゲームエンジンがどのようにリアルタイム（またはほぼリアルタイム）のレンダリングを達成するのかについて、切断とは何かも疑問に思っています。

リアルタイムレンダリングは、現代のリアルタイムレンダリングでさえ、トリック、ショートカット、ハッキング、近似のグラブバッグです。

たとえば影を取ります。

任意の数のライトと任意の複雑なオブジェクトからリアルタイムの影をレンダリングするための完全に正確で堅牢なメカニズムはまだありません。シャドウマッピングテクニックには複数のバリエーションがありますが、それらはすべてシャドウマップでよく知られている問題に悩まされており、これらの「修正」でさえ実際には回避策とトレードオフのコレクションです（経験則として「深さバイアス」または「ポリゴンオフセット」という用語が見られる場合は、堅牢な手法ではありません）。

リアルタイムレンダラーで使用される手法のもう1つの例は、事前計算です。何か（照明など）が遅すぎてリアルタイムで計算できない場合（使用する照明システムに依存する場合があります）、事前に計算して保存し、事前に計算されたデータを実際に使用できます-パフォーマンスの向上のための時間。これは多くの場合、動的な効果を犠牲にします。これは、ストレートメモリとコンピューティングのトレードオフです。メモリは多くの場合安価で豊富であり、コンピューティングはそうでない場合が多いため、コンピューティングの節約と引き換えに余分なメモリを消費します。

一方、オフラインレンダラーとモデリングツールは、正確さと品質に重点を置く傾向があります。また、動的に変化するジオメトリ（構築中のモデルなど）で作業しているため、物事を再計算する必要がありますが、リアルタイムレンダラーは、この要件を持たない最終バージョンで作業します。

現在の答えは、関係する一般的な問題を説明するのに非常に良い仕事をしましたが、重要な技術的詳細を見逃していると感じています。Blenderの「Cycles」レンダリングエンジンは、ほとんどのゲームが使用するものとは異なるタイプのエンジンです

通常、ゲームは、シーン内のすべてのポリゴンを反復処理して個別に描画することによりレンダリングされます。これは、平面画像を生成するために、仮想カメラを介してポリゴン座標を「投影」することにより行われます。この手法がゲームに使用される理由は、最新のハードウェアがこの手法に基づいて設計されており、比較的高いレベルの詳細までリアルタイムで実行できるためです。興味深いことに、これは、Blender FoundationがCyclesエンジンを優先して古いエンジンを削除する前に、Blenderの以前のレンダリングエンジンで採用されていた手法でもあります。

一方、サイクルはレイトレーシングエンジンとして知られています。ポリゴンを見て個別にレンダリングする代わりに、仮想光線をシーン（最終画像のピクセルごとに1つ）に投げ出し、その光線を複数のサーフェスで反​​射させ、そのデータを使用してピクセルの色を決定しますあるべきです。レイトレーシングは、非常に計算コストの高い手法であり、リアルタイムレンダリングには実用的ではありませんが、より詳細なレベルとリアリズムを提供するため、画像やビデオのレンダリングに使用されます。

レイトレーシングとポリゴンレンダリングの簡単な説明は、簡潔にするために大幅に削除されています。テクニックについてもっと知りたい場合は、私が召集できるよりも良い説明を書いた多くの人がいると思うので、詳細なチュートリアルや本を探すことをお勧めします。

また、3Dレンダリングにはさまざまな手法があり、一部のゲームは特定の目的でレイトレーシングのバリエーションを実際に使用していることにも注意してください。