Глобальная модель освещенности. Классический raytracing

Июль 28, 2010 в категории Статьи

Таким образом, результаты освещенности накапливаются при подъеме от самого последнего узла через все узлы ветви и для всех ветвей одного пиксела видового окна. Изображение можно считать построенным, когда цвета всех пикселов видового окна (все соответствующие деревья для каждого первичного луча) вычислены.

Насколько глубоким может быть дерево узлов? Как далеко прослеживаются вторичные лучи? Естественным завершением трассировки лучей является выход всех испущенных вторичных лучей за пределы видимой области и их рассеяние на чисто диффузных объектах. Тогда результат вычислений будет наиболее точным. Но если сцена достаточно сложна, такой расчет будет очень медленным, а в некоторых случаях и невозможным по причине ограниченности аппаратных ресурсов. Вклад освещенности от каждого нового вторичного луча очень быстро уменьшается по той причине, что коэффициенты свойств отражения и преломления материалов меньше единицы. Например, если коэффициент отражения kreflection считать одинаковым для всех поверхностей и равным, допустим 0.3, то вклад четвертого отражения уменьшится до 0.0081 (0.3*0.3*0.3*0.3), то есть почти в тысячу раз, а общее количество лучей к этому моменту увеличится в 12 раз (для одного источника света и в предположении, что все объекты прозрачны и отражают свет). Поэтому часто трассировку лучей прекращают, когда вклад от следующего узла ветви становится меньше заданной величины. Это также достаточно точный метод расчетов, который может быть использован для получения качественных результатов при определенных условиях. Наконец, для получения оценочного расчета можно оборвать трассировку лучей после выполнения заданного количества итераций.

Таким образом, алгоритм обратной трассировки лучей стал основным способом расчетов освещенности методом трассировки лучей. Метод трассировки лучей – первый метод расчета глобальной освещенности, учитывающий взаимное влияние объектов сцены друг на друга. Основные достоинства рекурсивного метода обратной трассировки лучей – расчет теней, многократных отражений и преломлений, значительно повысивших степень реалистичности компьютерных рендеров.

Основные недостатки метода: неучет вторичного освещения от диффузно отраженного объектами света; низкая скорость и высокая вычислительная стоимость расчетов; резкие границы цветовых переходов; aliasing – «зазубренность» линий; дискретность определяющих цвет пиксела первичных лучей – одного первичного луча недостаточно для корректного определения цвета пиксела, формирующего изображение.

Источник:

  1. Горелик Александр. Основы моделирования и визуализации в 3ds Max (в упражнениях).

Редактор сайта

Страниц: 1 2 3 4

Реклама: