Vad är återgivningsekvationen?
Rendering-ekvationen är en aspekt av datorgrafik som hanterar hur ljus strålar och studsar av ytor, så att grafiska designers kan göra realistiska tredimensionella (3D) scener. Två faktorer som designers måste ta hänsyn till är direkt och indirekt ljus, eller ljus från en källa och ljus som studsar av ytor. Ett av de viktigaste medierna som använder Rendering -ekvationen är 3D -animation eftersom, utan ljus, scenerna och karaktärerna skulle se platt och besvärliga ut. Videospel använder också denna ekvation, men det finns unika utmaningar eftersom spel måste göra i realtid. Medan denna renderingsteknik är lämplig för att imitera ljus, från och med 2011, finns det begränsningar som hindrar den från att perfekt imitera ljus i den verkliga världen.
Denna ekvation är lite komplex och inkluderar ett antal variabler. Det är också möjligt att skriva det på flera olika sätt, men a Antal variabler bör alltid beaktas. I ekvation, l o är utgående ljus; x är en punkt på en yta, och ω är riktningen. l e släpps lätt och l i är inkommande ljus. En version av ekvationen ser ut så här:
l o (x, ω) = l e (x, ω) + ∫ ω ƒ r (x, ω ′, ω) l i (x, ω ′) ( - ω ′ • n) d Ω ′
vad detta betyder är det utgående ljuset, med en viss riktning från en specifik punkt är lika med ljus som släpps ut från den punkten plus en integrerad (∫ ω ) av den dubbelriktade reflektansen distributionsfunktion, det inkommande ljuset och dämpningen av inkommande ljus, över alla riktningar (ω ′) på halvklotet bestämdav n .
designers måste överväga två typer av ljus när de använder återgivningsekvationen. Direkt ljus är alla ljus som kommer direkt från en ljuskälla, till exempel en glödlampa eller solen. Formgivare måste göra ljuset strålande från källan vid rätt intensitet för att säkerställa att den studsar av ytor korrekt. Indirekt ljus är ljus som inte är direkt från källan, såsom ljus som böjs runt en yta. Detta kräver att designers säkerställer att ljuset exakt beskriver strukturen på en yta, och att ljuset och skuggorna blandas utan fel.
datorgenererade 3D-animationer använder rendering-ekvationen för att göra realistiska scener. Eftersom 3D -animationer görs för att imitera det verkliga livet, oavsett om det är stilistiskt eller realistiskt, krävs detta ljus för att få scener att se verkliga ut. Utan ljus skulle ytor och karaktärer förlora mycket av sitt djup, och många tittare kanske tycker att scenerna ser besvärliga ut. Samtidigt gjorde 3D -animationer mycket duNG -barn eller de med små budgetar kan använda en begränsad ljusekvation som inte är lika realistisk men är lättare för designers att använda.
Videospel använder ofta rendering -ekvationen, men detta utgör en utmaning för designers. Med 3D -animationer kan designers korrigera ljuset om det ser felaktigt ut; En speldesigner måste programmera ljus så att den fungerar och gör i realtid. Detta kräver ofta en nedskalad ekvation som snabbt kan ladda ljus.
Medan återgivningsekvationen kan skapa realistiskt utseende, finns det begränsningar som hindrar den från att kopiera verkliga livet. I den verkliga världen kan ljus reagera på sätt som är mycket svåra att programmera. Till exempel kan ljus absorberas och avvisas med olika våglängder, eller det kan släppas vid senare tider istället för omedelbart; Båda dessa är mycket svåra att programmera. Samtidigt, eftersom de flesta tittare eller spelare är inriktade på handlingen av animationen eller spelet, är det osannolikt att de flesta tittare kommer att märka dessaE -problem.