Jaki jest poziom szczegółowości?

Poziom szczegółowości (LoD) w grafice komputerowej odnosi się do procesu upraszczania różnych aspektów graficznych trójwymiarowego (3D) obiektu renderowanego na odległość. Celem zaimplementowania poziomu szczegółowości w programie jest zwiększenie szybkości renderowania, gdy w wirtualnej scenie znajduje się wiele obiektów, a niektóre z nich są tak odległe od widza, że ​​obce szczegóły i tak nie byłyby widoczne. W zależności od dokładnego sposobu, w jaki poziom szczegółowości jest zintegrowany z programem, może to być jeden z dwóch typów: dyskretny lub ciągły. Dyskretna LoD zastępuje modele 3D lub tekstury osobnymi, zwykle wstępnie wykonanymi modelami, które mają mniej szczegółów. Continuous LoD korzysta z algorytmów, aby dynamicznie zwiększać lub zmniejszać szczegóły modelu w razie potrzeby.

Prawie wszystkie programy graficzne 3D wykorzystują pewien poziom szczegółowości, zwłaszcza gry wideo. Prawidłowo zaimplementowany LoD jest prawie niezauważalny dla widza. Gdy obliczona odległość między obiektem w scenie wirtualnej a pozycją widza jest większa niż pewna liczba, poziom szczegółowości można zmniejszyć. Zmniejszenie to zwykle skutkuje mniejszą liczbą wielokątów tworzących obiekt 3D, obniżoną jakością obrazów tekstur lub kombinacją obu tych elementów. Szybkość renderowania sceny, która wykorzystuje poziom szczegółowości, jest znacznie większa niż szybkość renderowania sceny, w której obiekty są zawsze pełne szczegółów.

Dyskretny poziom szczegółowości to metoda wykorzystująca ustaloną liczbę odległości do określenia, który model obiektu będzie renderowany. Różne poziomy jakości modelu 3D można utworzyć w programie do modelowania lub obliczyć podczas uruchamiania programu, a następnie zapisać do późniejszego wykorzystania. Ta metoda działa dobrze, ponieważ jest prosta i szybka. Nie jest to również preferowane przez niektórych programistów i artystów, ponieważ czasami przeskakiwanie z jednego modelu LoD do drugiego może wydawać się zbyt oczywiste i powodować, że obiekt nagle staje się większy i bardziej szczegółowy przed widzem.

Ciągły poziom szczegółowości w rzeczywistości wykorzystuje algorytmy do pobierania wielokątów tworzących obiekt i albo dziel je, aby uzyskać więcej szczegółów, albo konsoliduj twarze, aby uzyskać mniej szczegółów. Ta wersja LoD pozwala na płynne przejście z jednego piksela do pełnych szczegółów wraz ze zmniejszaniem odległości. Algorytmy mogą jednak czasami bardzo obciążać procesor, a także mogą dawać niepożądane wyniki, takie jak brakujące ściany wielokątów lub zmiany w modelach 3D, które zniekształcają początkową geometrię.

Inne odmiany LoD obejmują obniżenie jakości obrazu odwzorowanych tekstur obrazów, użycie zamiast tego bardzo niskiej jakości małych obrazów lub nawet po prostu użycie jednolitego koloru bez mapowania tekstury w celu przybliżenia wyglądu z odległości. W innej metodzie zamiast faktycznie ładować model 3D o obniżonej jakości do celów LoD, model w pewnej odległości jest zastępowany przez geometryczną prymityw, taką jak kula lub prostokąt, która renderuje znacznie szybciej niż dowolne wielokąty. Istnieją inne algorytmy, które mogą być użyte do bardziej szczegółowych rodzajów obliczeń LoD, takie jak te potrzebne do modyfikacji siatek terenu i te, które można wykorzystać do przybliżenia obiektów szybko poruszających się po scenie.