In 3D animation cinema, the elements of a scene are created by artists using computer
software. To generate the final result, there must be a conversion (rendering) of the threedimensional
models to two-dimensional images (frames) that will later be joined together and
edited into a video format.
3D animation films have traditionally been rendered using pre-rendering engines, a time
consuming and expensive process that usually requires the use of multiple computers rendering
at the same time (render farms), renders which may need to be repeated if the results are not
ideal.
Videogames, on the other hand, are reactive applications where the player may have
different possible courses of action that will generate distinct results. In those cases, it is
necessary that the engine waits for the player’s input before it calculates the following frames.
To allow for fast calculations in real time, 3D game developers use game engines that
incorporate real time rendering methods which can generate images much faster than the prerendering
engines mentioned above.
To be able to generate a large number of frames per second, there must be an
optimization of the entire scene, in order to reduce the number of necessary calculations. That
optimization is created by using techniques, practices and tools that are not commonly used by
animation cinema professionals.
Due to that optimization necessity, videogames always had a lower graphic quality than
that of animated films, where each frame is rendered separately and takes as long as necessary
to obtain the required result.
Physically Based Rendering (PBR) technology is one of the methods incorporated by
some rendering engines for the generation of physically accurate results, using calculations that
follow the laws of physics as it happens in the real world and creating more realistic images
which require less effort, not only from the artist but also from the equipment. The incorporation
of PBR in game engines allowed for high graphic quality generated results in real time,
gradually closing the visual quality gap between videogames and animated cinema.
Recently, game engines such as Unity and Unreal Engine started to be used – mostly by
the companies that created the engine, as a proof of concept – for rendering 3D animated films.
This could lead to changes in the animation cinema production methods by the studios that,
until now, have used traditional pre-rendering methods.No cinema de animação 3D, os elementos de uma cena são criados por artistas através
da utilização de programas de computador. Para gerar o resultado final, é necessário fazer-se
uma conversão (render) dos modelos tri-dimensionais para imagens bi-dimensionais (frames),
que posteriormente serão unidas e editadas para um formato de vídeo.
Tradicionalmente, o rendering de filmes de animação 3D é feita através de motores de
pre-rendering, um processo demorado e dispendioso que geralmente requer a utilização de
múltiplos computadores a trabalhar em simultâneo (render farms), e que poderá ter que ser
repetido caso os resultados obtidos não sejam ideais.
Os videojogos, por outro lado, são aplicações reactivas, onde o jogador pode ter várias
sequências de acções, que poderão gerar resultados distintos. Nesses casos, é necessário o motor
de jogo esperar pela acção do jogador antes de calcular as imagens seguintes. Para possibilitar
cálculos rápidos em tempo-real, os criadores de jogos 3D usam motores de jogo que incorporam
métodos de renderização em tempo-real que conseguem gerar imagens muito mais rápido do
que os motores de pre-rendering mencionados acima.
Para conseguir gerar um grande número de imagens por segundo, é necessário existir
uma optimização de toda a cena, para reduzir o número de cálculos necessários. Essa
optimização é criada através da utilização de técnicas, práticas e ferramentas que, geralmente,
não são utiliadas por profissionais da área de cinema de animação.
Devido a essa necessidade de optimização, os videojogos sempre tiveram uma
qualidade gráfica inferior à dos filmes de animação, onde o render de cada imagem é gerado
separadamente e pode levar tanto tempo quanto for necessário para obter o resultado desejado.
A tecnologia de Rendering Baseado em Física (Physically Based Rendering – PBR) é
um dos métodos incorporados por alguns motores de rendering para a geração de resultados
físicamente correctos, usando cálculos que seguem as leis da física, tal como acontece no
mundo real e criando imagens mais realistas necessitando de menos esforço, não só da parte do
artista mas também do equipamento. A incorporação de PBR em motores de jogo possibilitou
resultados gerados em tempo-real com grande qualidade gráfica, o que gradualmente vai
aproximando a qualidade visual dos videojogos à do cinema de animação.
Recentemente, motores de jogo como o Unity e o Unreal Engine começaram a ser
utilizados – maioritariamente pelas companhias que criaram o motor de jogo, como prova de
conceito – para renderização de filmes de animação 3D. Este passo poderá levar a mudanças
nos métodos de produção do cinema de animação em estúdios que, até agora, utilizaram
métodos de pré-renderização tradicionais
