Hva er gjengivelsesligningen?

Rendering-ligningen er et aspekt av datagrafikk som omhandler hvordan lys stråler og spretter av overflater, slik at grafiske designere kan lage realistiske tredimensjonale (3D) scener. To faktorer som designere må ta i betraktning er direkte og indirekte lys, eller lys fra en kilde og lys som spretter av overflater. Et av de viktigste mediene som bruker gjengivelsesligningen er 3D -animasjon fordi scenene og karakterene uten lys ville se flate og vanskelig ut. Videospill bruker også denne ligningen, men det er unike utfordringer fordi spill må gjengi i sanntid. Selv om denne gjengivelsesteknikken er egnet for å etterligne lys, er det fra 2011 begrensninger som hindrer den i å imitere lys i den virkelige verden.

Denne ligningen er litt kompleks, og inkluderer en rekke variabler. Det er også mulig å skrive det på flere forskjellige måter, men en Antall variabler bør alltid tas med i betraktningen. I Ligning, l o er avtroppende lys; x er et punkt på en overflate, og ω er retningen. l e er avgitt lys, og l i er innkommende lys. En versjon av ligningen ser slik ut:

l o (x, ω) = l e (x, ω) + ∫ _{ω ƒ r (x, ω ′, ω) l i (x, ω ′) ( - ω ′ • n) d ω ′}

hva dette betyr er det utgående lyset, med en bestemt retning fra et bestemt punkt, er lik lys som sendes ut fra det punktet pluss et integrert (∫ _{ω ) av den toveisrefleksjonen distribusjonsfunksjon, det innkommende lyset og dempningen av Innkommende lys, over alle retninger (ω ′) på halvkule bestemtav n .}

Designere må vurdere to typer lys når de bruker gjengivelsesligningen. Direkte lys er ethvert lys som kommer direkte fra en lyskilde, for eksempel en lyspære eller solen. Designere må få lyset til å stråle fra kilden med riktig intensitet for å sikre at den spretter av overflater riktig. Indirekte lys er lett som ikke er direkte fra kilden, for eksempel lys som krummer seg rundt en overflate. Dette krever at designere skal sikre at lyset nøyaktig detaljerer tekstur på en overflate, og at lyset og skyggene blander seg uten feil.

Datamaskingenererte 3D-animasjoner bruker gjengivelsesligningen for å lage realistiske scener. Siden 3D -animasjoner er laget for å etterligne det virkelige livet, enten det er stilistisk eller realistisk, er dette lyset nødvendig for å få scener til å se ekte ut. Uten lys ville overflater og karakterer miste mye av dybden, og mange seere synes kanskje at scenene ser vanskelige ut. Samtidig er 3D -animasjoner laget for veldig degNg barn eller de med små budsjetter kan bruke en begrenset lysligning som ikke er like realistisk, men som er lettere for designere å bruke.

Videospill bruker gjengivelsesligningen ofte, men dette gir en utfordring for designere. Med 3D -animasjoner er designere i stand til å rette opp lyset hvis det ser feil ut; En spilldesigner må programmere lys slik at den fungerer og gjengir i sanntid. Dette krever ofte en nedskalert ligning som kan laste lys raskt.

Mens gjengivelsesligningen kan skape realistisk lys, er det begrensninger som hindrer det i å kopiere det virkelige livet. I den virkelige verden kan lys reagere på måter som er veldig vanskelige å programmere. For eksempel kan lys tas opp og frastøtes med forskjellige bølgelengder, eller det kan avgis på senere tider i stedet for umiddelbart; Begge disse er veldig vanskelige å programmere. Samtidig, fordi de fleste seere eller spillere er fokusert på handlingen til animasjonen eller spillet, er det lite sannsynlig at de fleste seere vil merke deme problemer.