Wat is de renderingvergelijking?
De weergavevergelijking is een aspect van computergraphics dat zich bezighoudt met hoe licht uitstraalt en van oppervlakken terugkaatst, zodat grafisch ontwerpers realistische driedimensionale (3D) scènes kunnen maken. Twee factoren waarmee ontwerpers rekening moeten houden, zijn direct en indirect licht, of licht van een bron en licht dat op oppervlakken weerkaatst. Een van de belangrijkste media die de renderingvergelijking gebruiken, is 3D-animatie omdat de scènes en personages zonder licht er plat en onhandig uit zouden zien. Videogames gebruiken deze vergelijking ook, maar er zijn unieke uitdagingen omdat games in realtime moeten worden weergegeven. Hoewel deze weergavetechniek geschikt is om licht te imiteren, zijn er vanaf 2011 beperkingen waardoor het licht in de echte wereld niet perfect kan imiteren.
Deze vergelijking is een beetje complex en bevat een aantal variabelen. Het is ook mogelijk om het op verschillende manieren te schrijven, maar er moet altijd rekening worden gehouden met een aantal variabelen. In de vergelijking is Lo uitgaande licht; x is een punt op een oppervlak en ω is de richting. L e wordt uitgestraald licht en L i is invallend licht. Eén versie van de vergelijking ziet er zo uit:
L o (x, ω) = L e (x, ω) + ∫ Ω ƒ r (x, ω ′, ω) L i (x, ω ′) (- ω ′ • n) d ω ′
Dit betekent dat het uitgaande licht, met een bepaalde richting vanaf een specifiek punt, gelijk is aan het licht dat wordt uitgezonden vanaf dat punt plus een integraal (∫ Ω ) van de bidirectionele reflectieverdelingsfunctie, het binnenkomende licht en de verzwakking van het binnenkomende licht , over alle richtingen (ω ′) in het halfrond bepaald door n .
Ontwerpers moeten twee soorten licht overwegen bij het gebruik van de renderingvergelijking. Direct licht is elk licht dat rechtstreeks uit een lichtbron komt, zoals een gloeilamp of de zon. Ontwerpers moeten het licht met de juiste intensiteit uit de bron laten stralen om ervoor te zorgen dat het op de juiste manier op het oppervlak stuitert. Indirect licht is licht dat niet rechtstreeks van de bron komt, zoals licht dat rond een oppervlak buigt. Dit vereist dat ontwerpers ervoor zorgen dat het licht de textuur van een oppervlak nauwkeurig detailleert en dat het licht en de schaduwen zonder fouten vermengen.
Computer-gegenereerde 3D-animaties gebruiken de renderingvergelijking om realistische scènes te maken. Omdat 3D-animaties zijn gemaakt om het echte leven na te bootsen, stilistisch of realistisch, is dit licht vereist om scènes er echt uit te laten zien. Zonder licht verliezen oppervlakken en personages veel van hun diepte, en veel kijkers denken misschien dat de scènes er ongemakkelijk uitzien. Tegelijkertijd kunnen 3D-animaties gemaakt voor zeer jonge kinderen of kinderen met kleine budgetten een beperkte lichtvergelijking gebruiken die niet zo realistisch is maar die ontwerpers gemakkelijker kunnen gebruiken.
Videogames gebruiken de rendering-vergelijking vaak, maar dit vormt een uitdaging voor ontwerpers. Met 3D-animaties kunnen ontwerpers het licht corrigeren als het er onjuist uitziet; een game-ontwerper moet licht programmeren zodat het werkt en in realtime wordt weergegeven. Dit vereist vaak een verkleinde vergelijking die licht snel kan laden.
Hoewel de renderingvergelijking realistisch uitziend licht kan creëren, zijn er beperkingen waardoor het echte leven niet kan worden gekopieerd. In de echte wereld kan licht reageren op manieren die heel moeilijk te programmeren zijn. Licht kan bijvoorbeeld worden geabsorbeerd en afgestoten met verschillende golflengten, of het kan op latere tijdstippen worden uitgezonden in plaats van onmiddellijk; beide zijn erg moeilijk te programmeren. Omdat de meeste kijkers of spelers zich richten op de actie van de animatie of het spel, is het onwaarschijnlijk dat de meeste kijkers deze problemen zullen opmerken.