Glossar der 3D-Visualisierung
Echtzeit-Rendering: Definition, Engines und Anwendungen
Echtzeit-Rendering ist die Technik, bei der die Bilder einer 3D-Szene sofort berechnet werden, in der Regel 30 bis 60 Mal pro Sekunde, sodass der Nutzer sich ohne Wartezeiten darin bewegen und interagieren kann. Es bildet die Grundlage für Videospiele, virtuelle Rundgänge, interaktive Modelle und Virtual Reality und wird heute auch in der Architektur und Immobilienvermarktung eingesetzt.
Wie Echtzeit-Rendering funktioniert
Ein traditionelles Rendering (Offline-Rendering) kann Minuten oder Stunden benötigen, um ein einziges Bild zu berechnen, weil es den Weg von Millionen Lichtstrahlen mit großer Präzision verfolgt. Beim Echtzeit-Rendering stehen der Engine pro Bild etwa 16 bis 33 Millisekunden zur Verfügung. Um diese Geschwindigkeit zu erreichen, nutzt sie die Grafikkarte (GPU) und eine Reihe von Abkürzungen:
- Rasterisierung: wandelt die Dreiecke des 3D-Netzes sehr schnell in Pixel um.
- Vorberechnete oder dynamische Beleuchtung: ein Teil des Lichts wird vorab berechnet (Lightmaps), ein Teil in jedem Bild.
- Detaillierungsgrade (LOD): entfernte Objekte werden mit weniger Polygonen dargestellt.
- Hardware-Raytracing: aktuelle GPUs zeichnen einige Strahlen in Echtzeit nach, um realistischere Reflexionen und Schatten zu erzeugen.
- KI-Upscaling (DLSS, FSR, XeSS): Die Engine rendert in niedrigerer Auflösung und rekonstruiert das Bild, um die Flüssigkeit zu erhöhen.
Echtzeit im Vergleich zum Offline-Rendering
| Aspekt | Echtzeit | Offline |
|---|---|---|
| Zeit pro Bild | Millisekunden | Minuten bis Stunden |
| Interaktion | Der Nutzer bewegt sich frei | Geschlossenes Bild oder Video |
| Realismus | Sehr hoch, mit gewissen Grenzen bei indirektem Licht und Glas | Maximale physikalische Kontrolle des Lichts |
| Übliche Engines | Unreal Engine, Unity, Twinmotion, Lumion, D5 Render, Enscape | V-Ray, Corona, Arnold, Cycles |
| Typische Anwendungen | Interaktive Modelle, Touren, VR, Konfiguratoren | Katalogbilder, Werbeflächen, Film |
Die Grenze wird immer fließender. Viele Studios nutzen Echtzeit-Engines auch für die Erstellung von Bildern und Videos, weil sie es ermöglichen, die Szene anzupassen und das Endergebnis sofort zu sehen.
In der Praxis: Render Fabrik ist ein Studio für 3D-Visualisierung für Bauträger und Architekten in ganz Europa, mit Angebot innerhalb von 24 Stunden.
Anwendungen in Architektur und Immobilienvermarktung
- Interaktive digitale Modelle: Der Käufer wählt Wohnung, Etage und Ausrichtung an einem Touchscreen oder im Web.
- Virtuelle Rundgänge: freie Besichtigungen der Musterwohnung, bevor sie existiert.
- Virtual Reality: Mit Brillen wie Meta Quest lassen sich Räume in Originalgröße im Verkaufsraum durchlaufen.
- Ausstattungskonfiguratoren: Böden, Küchen oder Farben ändern und die Wirkung sofort sehen.
- Projektprüfung: Architekten und Bauträger prüfen Volumen, Ansichten und Sonnenstand in Meetings, ohne auf neue Renderings warten zu müssen.
Weitere Anwendungen
- Videospiele, der Sektor, der die Technologie vorangetrieben hat.
- Virtuelle Produktion in Film und Fernsehen, mit LED-Hintergründen, die live gerendert werden.
- Industrie und Ausbildung: digitale Zwillinge, Simulatoren und interaktive Handbücher.
- E-Commerce: 3D-Viewer und Augmented Reality, um ein Produkt aus allen Blickwinkeln zu sehen.
Wie ein Projekt für Echtzeit vorbereitet wird
- Sauberes Modell: Ausgangspunkt ist die Datei des Architekten (Revit, Archicad, SketchUp, Rhino); Ebenen, versteckte Objekte und doppelte Geometrie werden entfernt.
- Optimierung: Polygone werden dort reduziert, wo sie nicht sichtbar sind, wiederholte Objekte werden gruppiert (Instanzen) und Detaillierungsgrade erstellt.
- PBR-Materialien: Böden, Fassaden, Glas und Metalle werden so konfiguriert, dass sie aus jedem Winkel gut auf Licht reagieren.
- Beleuchtung: Das reale Sonnenlicht wird entsprechend Standort und Ausrichtung definiert, ebenso die künstliche Innenbeleuchtung.
- Interaktion: Menüs, Wohnungsauswahl, Besichtigungspunkte oder Änderungen der Ausstattung werden programmiert.
- Veröffentlichung: Export als Anwendung für Touchscreen, VR-Brille, Browser oder Cloud-Streaming.
Lieferformate
| Format | Wo es zu sehen ist | Vorteil |
|---|---|---|
| Desktop-Anwendung | Computer oder Bildschirm im Verkaufsraum | Maximale visuelle Qualität |
| Virtual Reality | Autonome oder mit einem PC verbundene Brillen | Gefühl von realer Größe |
| Web | Browser, auf Mobilgerät oder Computer | Teilbar über einen Link |
| Pixel-Streaming | Browser, wobei die Szene in der Cloud ausgeführt wird | Hohe Qualität auf jedem Gerät |
| Vorgenerierte 360°-Tour | Jedes Gerät | Leicht und schnell zu laden |
Anforderungen und Grenzen
- Szenenoptimierung: Modelle mit zu vielen Polygonen oder riesigen Texturen lassen die Bilder pro Sekunde einbrechen.
- Hardware des Nutzers: Eine Erfahrung im Browser oder auf dem Mobilgerät erfordert mehr Leichtigkeit als eine auf einem Computer im Verkaufsraum.
- PBR-Materialien: Sie sind unerlässlich, damit die Szene bei wechselndem Licht gut aussieht.
- Glas, Wasser und indirektes Licht bleiben die Punkte, bei denen Offline-Rendering qualitativ gewinnt.
Echtzeit bei Render Fabrik
Bei Render Fabrik nutzen wir Echtzeit für virtuelle Immobilien-Touren und interaktive Modelle von Projekten und kombinieren sie mit Offline-Rendering, wenn ein Katalogbild maximalen Realismus erfordert. Wir erstellen sie für Bauträger in ganz Spanien und in Städten wie Madrid und Barcelona. Zur Auswahl des Werkzeugs lesen Sie auch unseren Leitfaden zu Renderprogrammen.
Häufig gestellte Fragen
Was bedeutet Echtzeit-Rendering?
Es bedeutet, dass der Computer jedes Bild der Szene genau in dem Moment erzeugt, in dem es angezeigt wird, Dutzende Male pro Sekunde, sodass Kamera und Objekte sich entsprechend den Aktionen des Nutzers bewegen können.
Ist es genauso realistisch wie ein traditionelles Rendering?
Es kommt dem sehr nahe, insbesondere mit Hardware-Raytracing. Das Offline-Rendering bietet weiterhin mehr Kontrolle bei indirektem Licht, Glas und feinen Details und wird deshalb für großformatige Bilder bevorzugt.
Welcher Computer wird benötigt?
Für die Produktion eine Workstation mit einer leistungsstarken dedizierten GPU. Für die Betrachtung hängt es vom Format ab: Ein Video oder eine 360°-Tour funktioniert auf jedem Mobilgerät; ein hochwertiges interaktives Modell kann einen Rechner im Verkaufsraum oder Cloud-Streaming erfordern.
Welche Programme werden in der Architektur verwendet?
Die gängigsten sind Unreal Engine und Twinmotion, Lumion, D5 Render und Enscape. Unity wird vor allem für interaktive Anwendungen und Augmented Reality eingesetzt.
Eignet sich Echtzeit-Rendering für den Verkauf von Wohnungen ab Plan?
Ja, und das ist eine der wirkungsvollsten Anwendungen. Der Käufer kann die Wohnung durchgehen, die Aussicht von seiner Etage sehen und Ausrichtungen vergleichen, bevor er reserviert. Im Verkaufsraum wird es auf Touchscreens oder mit VR-Brillen eingesetzt; außerhalb als Web-Tour, die der Vertrieb per Link an Käufer in einer anderen Stadt oder einem anderen Land sendet.
Wie lange dauert die Vorbereitung einer Echtzeit-Erfahrung?
Das hängt von der Größe des Projekts, der Anzahl der Wohnungstypen und der gewünschten Interaktion ab. Wenn das Studio bereits die 3D-Szene der Verkaufsbilder hat, ist ein Großteil der Arbeit erledigt: Die Szene wird optimiert und die Navigation hinzugefügt.