Kolmiulotteisen renderöinnin perusteet : rautalankarenderi matriiseilla
Pelkola, Matti-Esko (2025)
2025
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025052716874
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025052716874
Tiivistelmä
Nykyaikainen pelinkehitys sekä kolmiulotteisen grafiikan tuottaminen rakentuvat pitkälle valmiiden pelimoottoreiden varaan, jotka tarjoavat valmiita ratkaisuja grafiikan tuottamisesta algoritmeihin. Valmiiden pelimoottoreiden käyttäminen kuitenkin abstraktoi useita ohjelmoinnin osa-alueita, vaikeuttaa virheiden korjaamista ja voi pahimmassa tapauksessa luoda epäterveen riippuvuussuhteen pelimoottorin tarjoajaan. Kolmiulotteisen grafiikan tuottaminen ilman valmiita, yksityisiä ratkaisuja ansaitseekin tarkastelun.
Tämä opinnäytetyö pyrki tutkimaan kolmiulotteisen grafiikan tuottamista yksinkertaisen rautalankarenderin avulla. Ensisijaisena tavoitteena oli ymmärtää 3D-grafiikan tuottamiseen tarvittavaa matemaattista ja teoreettista taustaa sekä soveltaa sitä käytännössä kokemuksen kartuttamiseksi. Toissijaisena tavoitteena oli hyödyntää kokemusta rautalankarenderin rakentamisesta ja pohtia grafiikan itsenäistä tuottamista käytännön näkökulmasta.
Tutkielman teoreettinen osuus keskittyi peligrafiikan tuottamisen historian esittelyyn, erilaisten teknologioiden sekä varsinkin taustalla olevan matematiikan ymmärtämiseen. Soveltava osuus rajattiin yksinkertaisen rautalankarenderin rakentamiseen, jossa tärkeimpänä tekijänä oli matriisien käytön demonstrointi. Opinnäytetyön pohdinnassa soveltavan osuuden valmista työtä käytettiin lähtökohtana keskusteluun kolmiulotteisen grafiikan itsenäisestä tuottamisesta sekä sen realistisista vaihtoehdoista.
Opinnäytetyö näyttää, että jo yksinkertaisen kolmiulotteisen grafiikan tuottaminen ohjelmistorautalankarenderillä vaatii paljon vaivannäköä sen teoreettisen ja matemaattisen taustan vuoksi. Varsinkin pyrkimykset fotorealistisen grafiikan tuottamiseen nostavat vaikeustasoa ja laitteistovaatimuksia huomattavasti, ohjaten suurimman osan pelinkehittäjistä valmiiden pelimoottoreiden äärelle. Tästä huolimatta oman rautalankarenderin ohjelmointi opettaa 3D-grafiikan perusteita sekä tarjoaa pohjaa siirryttäessä realistisempiin vaihtoehtoihin kolmiulotteisen grafiikan tuottamisessa.
Tämä opinnäytetyö pyrki tutkimaan kolmiulotteisen grafiikan tuottamista yksinkertaisen rautalankarenderin avulla. Ensisijaisena tavoitteena oli ymmärtää 3D-grafiikan tuottamiseen tarvittavaa matemaattista ja teoreettista taustaa sekä soveltaa sitä käytännössä kokemuksen kartuttamiseksi. Toissijaisena tavoitteena oli hyödyntää kokemusta rautalankarenderin rakentamisesta ja pohtia grafiikan itsenäistä tuottamista käytännön näkökulmasta.
Tutkielman teoreettinen osuus keskittyi peligrafiikan tuottamisen historian esittelyyn, erilaisten teknologioiden sekä varsinkin taustalla olevan matematiikan ymmärtämiseen. Soveltava osuus rajattiin yksinkertaisen rautalankarenderin rakentamiseen, jossa tärkeimpänä tekijänä oli matriisien käytön demonstrointi. Opinnäytetyön pohdinnassa soveltavan osuuden valmista työtä käytettiin lähtökohtana keskusteluun kolmiulotteisen grafiikan itsenäisestä tuottamisesta sekä sen realistisista vaihtoehdoista.
Opinnäytetyö näyttää, että jo yksinkertaisen kolmiulotteisen grafiikan tuottaminen ohjelmistorautalankarenderillä vaatii paljon vaivannäköä sen teoreettisen ja matemaattisen taustan vuoksi. Varsinkin pyrkimykset fotorealistisen grafiikan tuottamiseen nostavat vaikeustasoa ja laitteistovaatimuksia huomattavasti, ohjaten suurimman osan pelinkehittäjistä valmiiden pelimoottoreiden äärelle. Tästä huolimatta oman rautalankarenderin ohjelmointi opettaa 3D-grafiikan perusteita sekä tarjoaa pohjaa siirryttäessä realistisempiin vaihtoehtoihin kolmiulotteisen grafiikan tuottamisessa.