WIE LANGE RENDERT EINE 3D-ANIMATION?

Was genau ist 3D-Rendering was hat das mit der Renderzeit zu tun?

3D-Rendering ist der Berechnungsprozess des 3D-Programms in dem das finale Bild mit allen Lichtquellen und Materialeigenschaften wie Reflexionen berechnet wird. Diese Berechnungen sind die Grundlage für eine hochwertige Bildwirkung. Ohne aufwändiges 3D-Rendering hat man eine mit Computerspielen vergleichbare Qualität.

Wie lange rendert ein Bild?

Ein Bild rendert auf einer dafür spezialisierten CPU wie AMDs Threadripper zwischen 10 Sekunden und 5 Stunden. Das ist eine große Spannweite, denn die Renderzeiten eines Bildes werden dabei von verschiedenen Faktoren beeinflusst:

• Größe des Bildes: große Auflösungen rendern länger, kleine Auflösungen wie 500×500 Pixel rendern kürzer
• Anzahl und Komplexität der 3D Objekte 
• Renderqualität: hochwertige Bilder ohne Bildartefakte wie Rauschen rendern länger
• Anzahl der Lichter: je mehr Lichtquellen, desto länger rendert ein Bild
• Realistische Spiegelungen und Lichtbrechungen wie Glas lassen ein Bild länger rendern

Während der Gestaltung einer 3D-Produktanimation wird das Bild mehrmals gerendert. Es fängt mit ersten Rendertests an, in denen mit niedrigerer Renderqualität erste Materialeinstellungen und auch Lichteinstellungen getestet werden. In einem iterativen Prozess wechselt man dann zwischen Materialeinstellungen und Rendertests bis das Bild final ist.

In diesem Video sehen Sie wie die 3D-Software 3ds Max mit V-Ray ein Bild eines Autos in einer kleinen Auflösung rendert:

Wie lange rendert eine 3D Animation?

Eine 3D-Animation besteht aus vielen Einzelbildern, meistens 25 Bilder pro Sekunde. Hat man beispielsweise eine 10-sekündige 3D-Produktanimation bei welcher ein einziges Bild 10 Minuten rendert, so werden für die gesamte 3D-Produktanimation 250 Bilder gerendert. Für die Berechnung der gesamten Renderzeit bedeutet das:

250 Bilder x 10 Minuten/Bild = 2500 Minuten = 41,66 Stunden

Ein einziger Renderdurchgang für die 10-sekündige 3D-Produktanimation rendert also 41,66h – also ungefähr 1.7 Tage. Da es während der Produkten jeder 3D-Animation zu mehreren 2-5 Renderdurchgängen kommt sollte man diese zusätzliche Zeit noch mit einplanen.

Abseits der offensichtlichen Möglichkeiten, die Renderauflösung zu reduzieren, oder die Renderqualität zu reduzieren gibt es weitere Möglichkeiten welche die Qualität der 3D-Animation nicht negativ beeinflussen:

Einsatz von mehreren Computern bzw. Renderfarmen:

Deepframes verwendet mehrere Computer die über Netzwerkverbindungen zu einer Renderfarm zusammengeschlossen sind. Die spezielle Rendermanagementsoftware Thinkbox Deadline ordnet dabei über eine Datenbank jedem Rechner die Aufgaben und Bilder zu. Alternativ gibt es auch externe Renderfarmen wie die Rebus Farm.

Einsatz von Denoisingalgorithmen:

Moderne Renderer wie V-Ray benutzen sogenannte Denoising-Funktionen. Dabei wird die Renderqualität – genauer gesagt der Noise – bei der Bildberechnung erhöht, was zu deduzierten Renderzeiten führt. Dieser Verlust an Bildqualität wird dann in einem Post Process durch den Einsatz von Denoising Alghorithmen wieder größtenteils ausgeglichen.

Baking:

Bei sogenannten Flythrough-3D-Animationen – also beispielsweise 3D-Produktanimationen in denen sich nur die Kamera bewegt, die Objekte aber statisch sind – müssen bestimmte Prozesse wie die Berechnung von indirekter Beleuchtung (GI) nicht für jedes Bild neue berechnet werden. Hier bietet es sich an, diese indirekte Beleuchtung einmal zu berechnen und als Datei zu speichern, die dann für alle Bilder verwendet werden kann.