Metode de redare

În viața reală, lumina nu vine niciodată dintr-o singură sursă. Chiar dacă scena este iluminată de o singură lampă, atunci lumina obiectelor se coboară nu numai de pe lampă, ci și de suprafețele și obiectele înconjurătoare. În plus, unele materiale, cum ar fi sticla, pot schimba lumina ambientală. Există și alte efecte de lumină, de exemplu, reflexiile de culoare între obiectele vecine sau lumina împrăștiată într-un mediu adecvat. Interacțiunea tuturor fenomenelor complexe astfel de efecte și dezvoltă imaginea de ansamblu de iluminat, iluminare la nivel mondial numit în grafica pe calculator - Global Illumination (sau prescurtat GI).

Radicalii, atunci când încearcă să reproducă GI, folosesc cea mai mare parte tehnologie, aproximație. Se calculează calculul eșantioanelor de raze de lumină pe comportamentul real al luminii și calculul răsăritelor de raze de lumină de pe suprafețe. Calcularea unor astfel de probe oferă o imagine de ansamblu a iluminării și permite apoi extrapolarea rezultatelor la un anumit număr limitat de raze vecine. Teoretic, există mai multe opțiuni pentru a realiza acest lucru și fiecare are avantajele și dezavantajele sale. Din păcate, până acum nu există un astfel de lucru ca modelul finit ideal de GI. Se caută algoritmi noi pentru îmbunătățirea metodelor existente.

YafaRay are un mecanism tradițional simplu de raiting care calculează iluminarea numai din surse de lumină, numită Direct Lighting. În plus, el poate calcula GI folosind trei metode diferite - urmărirea traseului, trasarea hărții fotonice și traseul bidirecțional.

Mai jos sunt diferențele dintre cei doi interpreți ai faimoasei scene "Cornell box". În stânga este executat printr-o metodă Direct Lighting. și în dreapta folosind modelul de iluminare GI (în acest caz, prin metoda fotonografică.) Observați diferențele semnificative:

O anumită asemănare este posibilă între aceste metode. În parte, deoarece toate se bazează pe același concept al razei. În acest fel, puteți interpola în mod similar calculele în moduri diferite sau chiar puteți amesteca tehnici diferite (cum ar fi posibilitatea calculării causticelor cu fotoni atunci când se utilizează metoda Direct Lighting.

Revizuirea metodelor de randare

Iluminare directă

Direct Lighting produce doar raytracing recursiv. Radiațiile primare sunt emise de aparatul de fotografiat în scenă. Razele secundare generate Apoi sări de pe obiecte în direcția sursei de lumină, dar numai pentru calculul greșit umbre (acestea sunt numite, de asemenea, raze de umbră) grinzi primare pot transmite și de a reflecta materiale refractare.

avantaje:
• Viteză foarte rapidă de redare în scenele care nu necesită calcularea luminii indirecte
• Abilitatea de a face caustice prin metoda hărților fotonice caustice și AO (ocluzie ambientală)
• Iluminare HDR de fond (IBL, Sunsky)
• poate fi o sursă de lumină simulând iluminarea indirectă

dezavantaje:
• Nu există calcul direct al iluminării indirecte
• Nu există un calcul direct al substanței caustice

Foton Mapping

Se calculează emisia de raze fotonice din sursa de lumină și reflexia lor din obiectele de scenă, indiferent de poziția camerei. Pe baza valorilor de slăbire a energiei fotonului, în timpul reflexiei este construită o hartă fotonică. Apoi, se efectuează o trecere standard, ca de obicei raytracing (dar fără grinzi secundare), cu vizualizarea hărții foton calculate anterior.

avantaje:
• GI calculează
• Viteză foarte mare pentru scenele interioare cu GI
• O mai bună calitate / viteză
• Calculul rapid al causelor

dezavantaje:
• Nu este adecvat în întregime pentru scenele exterioare
• Uneori este necesar să se potrivească harta cu fotoni
• Artefacte

Căutarea traseelor

Radiațiile primare sunt emise din cameră și la sare de la obiecte generează un fascicul de raze secundare, unele dintre ele ajungând la sursa de lumină. Apoi se calculează distribuția totală a luminii de-a lungul căii razei.

avantaje:
• Modelul de iluminare este calculat cu GI
• Destul de mare viteză pentru scenele exterioare
• Imparțial, reproduce un rezultat fiabil.
• Oferă iluminare indirectă, fiabilă, cu o eșantionare suficientă.

dezavantaje:
• Generă zgomot
• Necesită un număr mare de raze pentru a calcula caustica
• Nu este eficient pentru scenele interioare atunci când sursa de lumină este obstrucționată sau mică
• Funcționează necorespunzător cu punctele IC (point, spot) și cu materialele oglindite. Este mai bine să folosiți IC (plane) plan și materiale lucioase.

Trasarea căii bidirecționale (Traseu bidirecțional)

Căile razei sunt urmărite atât de la cameră cât și de la sursa de lumină. Bounces sunt conectate secvențial unul la altul de-a lungul liniei de vedere

avantaje:
• Modelul de iluminare este calculat cu GI
• Combină unele dintre avantajele metodei de urmărire a traseului și de fotonare
• Oarecum mai potrivit pentru interioare și scene cu caustică decât traseul traseului
• Imparțial, reproduce un rezultat fiabil.
• Bun pentru prețuri cu lumină predominantă indirectă

dezavantaje:
• Generă zgomot
• Nu este adecvat în întregime pentru scenele exterioare
• Nu este eficient pentru scenele interioare atunci când sursa de lumină este ascunsă

Recomandări pentru utilizare

GI algoritmii sunt create cu anumite inexactități și compromisuri pentru a rezolva anumite sarcini specifice de urmărire a razelor de lumină. Nu există un model universal de iluminare cu GI, la fel de adecvat în toate cazurile. Poate că doar Direct Lighting oferă un rezultat previzibil în toate cazurile. Mai jos vom lua în considerare exemple tipice frecvent întâlnite de scene și cele mai potrivite metode de redare pentru ele.

1. Deschideți scene

• Iluminare directă - oferă o viteză redusă de redare și puteți utiliza IC-uri bazate pe zonă (zonă, sferă, meshlight) pentru a obține umbre moi.
• Direct Lighting + Saustic Photons este o modalitate rapidă de a adăuga realismul la o scenă în care sunt prezente obiecte refractive / reflective. Această combinație este foarte potrivită pentru animarea lichidelor transparente.
• Iluminare directă + Cardurile HDRI - HDR pot fi folosite ca texturi sau obiecte de fundal. Lucrează ca lumini. O modalitate rapidă de a adăuga iluminarea indirectă cu iluminarea de fundal pe baza unei plăci HDR. Iluminarea HDR poate genera, de asemenea, caustică.
• Direct Lighting + Sunsky - Componente ale modelului de iluminat cu ajutorul cerului. (Soare-Soare și lumină de la Sky-Skylight). Lucrează ca surse de iluminare. O modalitate rapidă de a adăuga iluminarea indirectă cu iluminarea de fundal. Lumina soarelui poate genera de asemenea fotoni caustici.
• Calea de urmărire + fundal (fundal - HDRI, Sunsky, Gradient, o singura culoare) - un mod suficient de rapid ca un număr mare de raze primare urmărite întâlni CE (fond) după prima saritura. Utilizați această metodă dacă aveți nevoie, de exemplu, de reflexe de culoare între obiecte sau este important să simulați cu precizie iluminarea indirectă.

Diferențele dintre diferitele metode de randare pentru o singură scenă efectuate pe un singur computer (Pentium IV). Iluminarea directă (imaginile superioare și medii) și urmărirea traseului (partea de jos) într-o scenă deschisă cu iluminare de fundal sub forma unui cer (Skylight). Rețineți calculul iluminării indirecte și al reflexelor de culoare în imaginea de jos.

2. Scene închise

Scenele sunt închise dacă aparatul foto și obiectele de scenă se află în interiorul ochiului (pereții sunt recomandați să modeleze grosimea). Și aceste suprafețe de împrejmuire vor reflecta razele de lumină. În pereți pot fi deschideri, cum ar fi ferestre în cameră.

Metode recomandate pentru scene închise:

• Iluminare directă - Utilizați dacă nu aveți nevoie de lumină indirectă. Puteți utiliza ICS zone (zonă, sferă, meshlight) pentru a obține umbre moi. Pentru modelarea iluminatului indirect, puteți utiliza surse de lumină de umplere, dar hărțile fotonice funcționează mai repede.
• Direct Lighting + Saustic Photons este o modalitate rapidă de a adăuga realismul la o scenă în care sunt prezente obiecte refractive / reflective. Această combinație este foarte potrivită pentru animarea lichidelor transparente. Maparea cu fotoni + FG - Metoda de harti fotonice cu colectia finala de fotoni. O metodă bună și relativ rapidă pentru scene închise. Nu se teme de cazuri complicate de iluminare.
• Traseul bidirecțional - funcționează bine numai în cazul plasării optime a surselor de lumină în scenă. Adică IC ar trebui să fie vizibil din aparatul de fotografiat sau accesibil razei trasate de la cameră după prima revenire. Utilizați mai bine în scenele cu o mare proporție de iluminare indirectă sau dacă aveți nevoie să simulați GI cât mai exact posibil.
• Urmărirea traseelor ​​este metoda cea mai puțin adecvată pentru scenele închise. Utilizați numai dacă sursele de lumină din scenă sunt poziționate optim (a se vedea anterior - Urmărirea căii bidirecționale). Și în cazul unei saturații adecvate cu scene luminoase (deschideri semnificative ale ferestrelor, surse mari de lumină). Pentru această metodă, este mai bine să utilizați IC-uri de zonă (zonă, sferă, meshlight) în loc de punct (spot).

Diferențele dintre diferitele metode de randare pentru o singură scenă efectuate pe un singur computer (Pentium IV). Rețineți absența reflexelor de culoare în metoda Direct Lighting. Cartografierea cu fotoni este cea mai rapidă dintre metodele GI, iar Bidirectional este cea mai lentă. Rețineți modul în care atât metoda unbias (traseu bidirecțional, cât și urmărirea traseului) întâmpină dificultăți în lumini indirecte iluminate uniform (zgomot). Rețineți că Bidirecționalul reproduce cele mai strălucitoare iluminări indirecte și reflexele de culoare decât alte metode GI:

Lumini directe + lumini solare - rapide chiar și pentru scene închise. Chiar mai rapid cu surse de lumină punctuală (punct, punct). Sistemul caustic este compatibil cu redarea în mai multe cadre (nu există pâlpâirea caustică). HDR-iluminare - după cum este necesar (IBL, Sunsky).

Fotonarea + FG. Dacă mai aveți nevoie de GI. Fotonizarea + FG este cea mai rapidă dintre metodele GI pentru animație. Compatibil atât cu redarea în mai multe cadre, cât și cu redarea fragmentată în redare. În același timp, nu există pâlpâirea umbrelor și articulațiilor zonelor de randare.

Articole similare

• Metoda de slăbire barbă xenia - o revistă de femei despre frumusețe și sănătate

• Metodă de examinare cu ultrasunete a stării discului articular temporomandibular, ilab

• Metode pentru tratamentul nedureros al pulpitei

Trimiteți-le prietenilor: