Raytracing – svetelné zdroje

Raytracing – svetelné zdroje

Raytracing – svetelné zdroje

Nekomentované

Doteraz sme sa zaoberali lúčmi a ich “lietaním” po scéne. Spomínali sme veľakrát aj svetelný zdroj alebo tiene, avšak teraz sa pozrieme bližšie na tieto svetelné zdroje. Svetelný zdroj (light source) je 6-rozmerná funkcia, nazývame ju aj iluminačná funkcia I=(x,y,z,R,P,l), kde x,y,z sú súradnice pozície svetelného zdroja, R,P určujú jeho smer (sférické súradnice, uhly) a l ako lambda určuje vlnovú dĺžku, čiže farbu svetla. Farbu svetla budeme aproximovať farebnými zložkami R,G,B (red, green, blue).

Poznáme 4 základné druhy svetelných zdrojov: ambient, point, spot, distant light

Ambient light (Okolité svetlo)

Toto svetlo sme už spomínali aj v predošlom článku. Je to akési globálne všeobecné svetlo, ktoré nepotrebuje žiadne dodatočné výpočty. Každý jeden trojuholník v scéne osvieti rovnakou konštantnou hodnotou svetla, nezávisle na pozícii alebo čomkoľvek inom. Používa sa na dodatočné osvietenie celej scény. Platí pre neho jednoduchý vzorec intenzity pre každú farebnú zložku, čiže: Ia=(Iar,Iag,Iab). Ako vidieť na obrázku hore, ak použijeme iba ambientné svetlo, nie sme schopný rozoznať hrany objektov, keďže každá stena je osvietená úplne rovnako.

Point light (Bodové svetlo)

Bodové svetlo je dané pozíciou v priestore a funkciou stlmenia. Toto svetlo svieti do všetkých strán smerom od svojej pozície (360×180 stupňov). Funkcia stlmenia určuje, ako sa bude znižovať intenzita svetla s pribúdajúcou vzdialenosťou od jeho pozície. Táto funkcia pre stlmenie intenzity má tvar:
raytracing16Túto funkciu dosadíme do tvaru I(p)=f(d).I, kde I je intenzita daného svetelného zdroja a I(p) je výsledná intenzita osvetlenia v danom bode p. V samotnej funkcii f(d) označujeme d vzdialenosť bodu od svetelného zdroja, parametre a,b,c určujú závislosť intenzity od vzdialenosti. Parameter a určuje konštantu, b určuje lineárnu závislosť, c určuje kvadratickú závislosť.

Spot light (Smerové svetlo)

Smerové svetlo pripomína klasické javiskové svetlo. Je to vlastne obdoba bodového svetla, avšak nesvieti do všetkých smerov, ale iba v istom rozmedzí smerov, resp. akoby v rozmedzí objemu kužeľu s vrcholom v bode pozície svetla. Určujeme pre neho uhol tohto rozmedzia, ako vidíme na obrázku hore. Ak uhol určíme 180 stupňov, stáva sa z tohto svetla bodové svetlo. Pre postupné znižovanie intenzity svetla platí ten istý vzorec ako pre bodové svetlo.

Distant light (Vzdialené svetlo)

Vzdialené svetlo, alebo často nazývané aj slnečné svetlo, je akože veľmi vzdialený bodový svetelný zdroj. Keď si to predstavíme v scéne, tak aj veľmi veľkú scénu by pokrývali svetelné lúče takmer rovnobežné, ak by bol zdroj svetla v rádovo väčšej vzdialenosti ako sú rozmery scény (napríklad aj Slnko a planéta Zem). Preto tieto lúče môžeme nahradiť rovnobežnými lúčmi. Určovať tak budeme iba smer, odkiaľ lúče prichádzajú, a nie pozíciu zdroja.

Na obrázku nižšie vidíte použitie všetkých štyroch svetiel naraz v jednej scéne.

raytracing17


facebooktwittergoogle_pluspinterestlinkedintumblr

Komentáre

Trochu matiky *

Späť hore