O que é nível de detalhe?

O nível de detalhe (LoD) na computação gráfica refere-se ao processo de simplificação dos diferentes aspectos gráficos de um objeto tridimensional (3D) que está sendo renderizado à distância. O objetivo de implementar o nível de detalhe em um programa é aumentar a velocidade de renderização quando houver vários objetos na cena virtual e alguns deles estiverem tão distantes do visualizador que detalhes estranhos não seriam visíveis. Dependendo da maneira exata como o nível de detalhe é integrado a um programa, ele pode ser de dois tipos: discreto ou contínuo. O LoD discreto substitui os modelos ou texturas 3D por modelos separados, geralmente pré-fabricados, com menos detalhes. O LoD contínuo usa algoritmos para aumentar ou reduzir dinamicamente os detalhes de um modelo, conforme necessário.

Quase todos os programas gráficos em 3D usam algum tipo de nível de detalhe, principalmente videogames. Se implementado corretamente, o LoD é quase imperceptível para o visualizador. Quando a distância calculada entre um objeto na cena virtual e a posição do visualizador estiver acima de um determinado número, o nível de detalhe poderá ser reduzido. Essa redução geralmente resulta em menos polígonos que compõem o objeto 3D, imagens com textura de qualidade reduzida ou uma combinação de ambas. A velocidade de renderização de uma cena que usa o nível de detalhe é consideravelmente mais rápida que a velocidade de renderização de uma cena em que os objetos estão consistentemente em todos os detalhes.

O nível discreto de detalhes é um método que usa um número definido de distâncias para determinar qual modelo de um objeto será renderizado. Os diferentes níveis de qualidade do modelo 3D podem ser criados em um programa de modelagem ou calculados quando o programa é iniciado e, em seguida, armazenados para uso posterior. Este método funciona bem, porque é simples e rápido. Alguns programadores e artistas também não são favorecidos porque, ocasionalmente, o salto de um modelo LoD para outro pode parecer muito óbvio e fazer com que um objeto pareça subitamente maior e mais detalhado na frente do visualizador.

O nível contínuo de detalhe realmente usa algoritmos para pegar os polígonos que compõem um objeto e subdividi-los para obter mais detalhes ou consolidar faces para obter menos detalhes. Esta versão do LoD permite uma transição suave de um único pixel para todos os detalhes à medida que a distância é reduzida. Os algoritmos, no entanto, às vezes podem ser muito intensivos no processador e também têm a possibilidade de produzir resultados indesejáveis, como faces poligonais ausentes ou alterações nos modelos 3D que distorcem a geometria inicial.

Outras variações do LoD incluem a redução da qualidade das imagens mapeadas de textura, usando pequenas imagens de qualidade muito baixa ou apenas o uso de uma cor sólida sem mapeamento de textura para aproximar a aparência à distância. Em outro método, em vez de realmente carregar um modelo 3D de qualidade reduzida para fins de LoD, o modelo a distância é substituído por um primitivo geométrico como uma esfera ou retângulo, que é renderizado muito mais rápido que polígonos arbitrários. Existem outros algoritmos que podem ser usados ​​para tipos mais específicos de cálculos de LoD, como os necessários para modificar malhas de terreno e aqueles que podem ser usados ​​para aproximar objetos que estão se movendo rapidamente pela cena.