렌더링 방정식은 무엇입니까?

렌더링 방정식은 빛이 표면에서 빛을 발산하고 반사하는 방법을 다루는 컴퓨터 그래픽의 한 측면으로, 그래픽 디자이너는 사실적인 3D 장면을 만들 수 있습니다. 설계자가 고려해야 할 두 가지 요소는 직접 및 간접 조명 또는 표면에서 반사되는 광원 및 광원의 조명입니다. 렌더링 방정식을 사용하는 주요 미디어 중 하나는 3D 애니메이션입니다. 빛이 없으면 장면과 캐릭터가 평평하고 어색해 보이기 때문입니다. 비디오 게임도이 방정식을 사용하지만 게임을 실시간으로 렌더링해야하기 때문에 고유 한 문제가 있습니다. 이 렌더링 기술은 2011 년 현재 빛을 모방하는 데 적합하지만 현실 세계에서 빛을 완벽하게 모방하지 못하도록하는 제한이 있습니다.

이 방정식은 약간 복잡하며 여러 변수를 포함합니다. 여러 가지 다른 방법으로 작성할 수도 있지만, 항상 많은 변수를 고려해야합니다. 방정식에서 L _o 는 나가는 빛입니다. x 는 표면의 한 점이고 ω 는 방향입니다. L _e 는 빛을 방출하고 L _i 는 들어오는 빛입니다. 방정식의 한 버전은 다음과 같습니다.

L _o (x, ω) = L _e (x, ω) + ∫ _Ω ƒ _r (x, ω ', ω) L _i (x, ω') (— ω '• n) d ω'

이것이 의미하는 바는 특정 지점에서 특정 방향으로 나가는 빛이 해당 지점에서 방출 된 빛과 양방향 반사율 분포 함수의 적분 (∫ _Ω ), 들어오는 빛 및 들어오는 빛의 감쇠와 같습니다. n에 의해 결정된 반구의 모든 방향 (ω ')에 대해

설계자는 렌더링 방정식을 사용할 때 두 가지 유형의 조명을 고려해야합니다. 직사광선은 전구나 태양과 같은 광원에서 직접 나오는 빛입니다. 설계자는 표면에서 올바르게 반사되도록 광원에서 적절한 강도로 빛을 방출해야합니다. 간접 광은 표면 주위에서 굴절되는 빛과 같이 광원에서 직접 비가 오는 빛입니다. 이를 위해서는 디자이너가 빛이 표면의 질감을 정확하게 묘사하고 빛과 그림자가 오류없이 섞이도 록해야합니다.

컴퓨터로 생성 된 3D 애니메이션은 렌더링 방정식을 사용하여 사실적인 장면을 만듭니다. 3D 애니메이션은 문체 적으로나 현실적으로 실제 생활을 모방하기 위해 만들어 지므로 장면을 실제처럼 보이게하려면이 조명이 필요합니다. 빛이 없으면 표면과 캐릭터의 깊이가 크게 떨어지고 많은 시청자가 장면이 어색해 보일 수 있습니다. 동시에, 어린 아이들이나 예산이 적은 사람들을 위해 만든 3D 애니메이션은 현실적이지는 않지만 디자이너가 사용하기 쉬운 제한된 빛 방정식을 사용할 수 있습니다.

비디오 게임은 렌더링 방정식을 자주 사용하지만 이는 디자이너에게 어려운 과제입니다. 3D 애니메이션을 사용하면 디자이너는 빛이 잘못 보이면 빛을 보정 할 수 있습니다. 게임 디자이너는 빛을 프로그래밍하여 실시간으로 작동하고 렌더링해야합니다. 이것은 종종 빛을 빠르게로드 할 수있는 축소식이 필요합니다.

렌더링 방정식은 사실적인 조명을 만들 수 있지만 실제 복사를 방해하는 제한이 있습니다. 현실에서 빛은 프로그래밍하기 매우 어려운 방식으로 반응 할 수 있습니다. 예를 들어, 빛은 다른 파장으로 흡수되어 반발 될 수 있거나, 즉시 대신에 나중에 방출 될 수 있습니다. 둘 다 프로그래밍하기가 매우 어렵습니다. 동시에, 대부분의 시청자 또는 플레이어는 애니메이션 또는 게임의 행동에 초점을 맞추기 때문에 대부분의 시청자가 이러한 문제를 알아 차리지 못할 것입니다.