Реализм в 3d — Глобальное освещение (Global illumination). Часть 1.

Реализм в 3d — Глобальное освещение (Global illumination). Часть 1.

Большинство людей, серьезно занимающихся компьютерной графикой и 3d моделированием, стремятся к высокому уровню реалистичности в своих работах. Реализм в 3d — это визуальная схожесть изображений, созданных при помощи 3d моделирования, с окружающей нас реальностью. Чтобы достигнуть такого сходства применяются много различных технологий и алгоритмов, среди которых Global Illumination (глобальное освещение) играет одну из ключевых ролей.

Реализм в 3d — Глобальное освещение

В компьютерной 3d графике обычно применяют 2 способа освещения сцены - прямое и глобальное освещение (Global Illumination).

Метод прямого освещения учитывает просчет света от источника освещения до первой непрозрачной поверхности. Этот способ прост для обработки(рендеринга), но он не дает реалистичного результата. Как правило, поведение света гораздо сложнее — каждый луч света, перед тем как затухнуть, проходит сложный путь, отражаясь сразу от нескольких поверхностей. Просчитать такое поведение лучей нельзя, используя прямое освещение, в котором каждая поверхность должна быть освещена прямым источником света.

Поэтому со временем в 3d графике стал использоваться новый способ освещения сцен, который называется глобальное освещение (Global Illumination). С помощью глобального освещения появилась возможность просчитывать полный путь световых лучей, с учетом всех отражений и преломлений от различных поверхностей. В глобальном освещении так же учитывается освещение, которое создается влиянием объектов друг на друга и имеется возможность просчета специальных световых эффектов, таких как каустика, дисперсия, подповерхностное рассеивание.

Глобальное освещение (Global Illumination) — один из основных алгоритмов, который нужно применять для создания реалистичных 3d работ. Он требует достаточно высокой вычислительной мощности и существенных затрат времени на рендеринг (из-за сложности просчета).

В настоящий момент большинство современных рендеров имеют поддержку глобального освещения (Global Illumination). Конкретные методы и приемы работы с этим методом освещения зависит от используемого рендера, но можно выделить ряд общих моментов, о которых полезно знать.

Нужно запомнить, что при столкновении с поверхностью луча света, может произойти одна из следующих ситуаций (зависит от типа поверхности):

-Отражение (чем более гладкой и шероховатой является поверхность, тем интенсивнее отражение);

-Прохождение (прозрачные объекты, а также материалы, имеющие свойства подповерхностного рассевания);

- Поглощение.

При создании для своей сцены глобального освещения, вы должны учитывать следующие основные моменты:

-Имеет значение расстояние источника света до объекта. Во многих рендерах имеются такие настройки, как обратноквадратичное затухание (яркость света уменьшается по мере удаления источника освещения от объекта) и световая перспектива (мера однородности освещения, по отношению к расстоянию от объекта). Исходя из этого можно сделать вывод, что соблюдение масштаба сцены — важное условие для создания реалистичного освещения. Так же нужно сказать, что не имеет смысл применять эти настройки для источников освещения, находящихся на очень большом расстоянии (например, солнце).

- Всегда учитывайте в своих работах такое явление, как рассеивание света. Это означает, что нужно следить за тем, чтобы все тени и другие световые пятна имели мягкие, размытые края.

- При создании зеркальных отражений учитывайте тот факт, что угол падения равен углу отражения. Выставляйте камеру относительно зеркального объекта в соответствии с этим законом.

- Никогда не используйте для материалов максимальные значения цветовой яркости и насыщенности (выше 90%).


Карта сайта


Информационный сайт Webavtocat.ru