Iluminare globală
Algoritmii de iluminare globală sunt utilizați în mod obișnuit în grafica computerizată 3D pentru a adăuga iluminare realistă scenelor . Unii dintre acești algoritmi iau în considerare nu numai lumina primită direct de la o sursă de lumină ( iluminare directă ), ci și cea reflectată, difuzată sau refractată de alte suprafețe ( iluminare indirectă ).
Descriere
Imaginile redate cu ajutorul algoritmilor de iluminare globală apar adesea mai fotorealiste decât cele care folosesc doar iluminare directă. Cu toate acestea, calculul lor este mult mai lent și mai scump din punct de vedere al calculului. O abordare comună este de a calcula iluminarea globală a unei scene și de a stoca aceste informații într-un sens geometric, de exemplu cu radiositate . Datele salvate în acest mod pot fi folosite pentru a crea imagini din diferite puncte de vedere, generând astfel trasee animate (walkthroughs) fără a fi nevoie să recalculați continuu iluminarea.
Radiositatea, trasarea razelor , trasarea fasciculului , trasarea conului , trasarea traseului , transportul luminii metropolei , ocluzia ambientală și maparea fotonilor sunt exemple de algoritmi utilizați în domeniul iluminării globale; unele pot fi combinate între ele pentru rezultate mai rapide, dar totuși precise.
Acești algoritmi modelează inter-reflecția difuză , o parte foarte importantă a iluminării globale. Cele mai multe dintre acestea (cu excepția radiosității) modelează, de asemenea, reflexia speculară , ceea ce le face mai precise în rezolvarea ecuației luminii și oferă un efect mai realist scenei.
Algoritmii utilizați pentru a calcula distribuția energiei luminoase între suprafețele unei scene sunt strâns corelate cu simulările de transfer de căldură , rezolvate în inginerie cu utilizarea metodei elementelor finite .
În grafica 3D în timp real , componenta difuză de inter-reflecție a iluminării globale este uneori aproximată de un termen „ambiental” în ecuația luminii, numit lumină ambientală în software-ul de dezvoltare grafică. Deși această metodă de aproximare (cunoscută și sub numele de cheat , deoarece nu este o adevărată metodă de iluminare globală) este simplă din punct de vedere computerizat, atunci când este utilizată singură, nu reproduce un efect suficient de realist. Lumina ambientală tinde să „aplatizeze” umbrele în scenele 3D, atenuând contrastul . Atunci când este utilizată corect, lumina ambientală poate fi o modalitate eficientă de a economisi energie de calcul. [1]
 Redarea fără iluminare globală. Observați că privim o scenă completă printr-un ecran semi-transparent (uitați-vă la reflexia de pe sferele cromate ale peretelui alb și verde). Există o pierdere a definiției în zonele situate în afara fasciculului de lumină directă de la lampă. De exemplu, geometria suportului candelabrului este întunecată și afișată cu o zonă gri care, fără utilizarea luminii ambientale, ar părea neagră. |  Redarea utilizând iluminarea globală arată modul în care lumina este reflectată de pe suprafețe. Observați cum sângerează culorile de la o suprafață la alta, efectul inter-reflecției difuze . Rețineți, de asemenea, modul în care culorile din pereții roșii și verzi sunt reflectate de celelalte obiecte din scenă (semitransparența este utilizată pentru a vedea „prin” doi pereți din exterior, păstrându-și efectul în mediul înconjurător). De asemenea, se vede că fasciculul de lumină este proiectat pe peretele roșu când trece prin sfera de sticlă. |
Notă
Elemente conexe
- POV-Ray - Software gratuit de redare care utilizează iluminare globală (radiositate și mapare fotonică).
- YafaRay - Software gratuit de redare care utilizează urmărirea traseului, maparea fotonilor cu stocarea în cache a iradianței
- Radiance (software) - Sistem precis de urmărire a razelor pentru sistemele UNIX . Gratuit în scopuri necomerciale, a fost open source în trecut. Utilizați urmărirea căii pentru a gestiona iluminarea globală.
- Kerkythea - Software de redare freeware care acceptă iluminarea globală (maparea fotonilor, urmărirea traseului, transportul ușor Metropolis, ocluzia ambientală)
- Render Indigo - Software gratuit de redare care acceptă urmărirea traseelor și Metropolis Light Transport
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere cu iluminare globală
linkuri externe
- PBRT - Cărți referitoare la redarea realistă fizic.
- Imagini mentale - Creatorii MentalRay. Acest renderer este utilizat în diferite pachete, inclusiv Softimage XSI , Maya și 3D Studio Max .
- SSRT - cod sursă C ++ pentru un cursor de trasee bazat pe metoda Monte Carlo
