Reflexe (počítačová grafika) - Reflection (computer graphics)

Ray vystopovaný model demonstrující zrcadlový odraz.

Odraz v počítačová grafika se používá k emulaci reflexní objekty jako zrcadla a lesklé povrchy.

Přesných odrazů lze dosáhnout např. podle a paprsková stopa vykreslovač sledováním paprsku z oka do zrcadla a poté výpočtem, odkud se odrazí, a pokračováním v procesu, dokud není nalezen žádný povrch nebo není nalezen nereflexní povrch. Přibližné odrazy lze obvykle vypočítat rychleji pomocí metod, jako je mapování prostředí. Odraz na lesklém povrchu, jako je dřevo nebo dlaždice, může přidat fotorealistické efekty a 3D vykreslování.

Přístupy k vykreslování odrazů

Porovnání přesných odrazů vypočítaných s trasování cesty (vlevo), přibližné odrazy pomocí mapování prostředí (uprostřed) a odrazy prostoru na obrazovce (vpravo).

Pro vykreslení odrazů prostředí existuje mnoho technik, které se liší přesností, výpočetní a složitostí implementace. Kombinace těchto technik je také možná.

Vykreslování pořadí obrázků algoritmy založené na sledování paprsků světla, jako např sledování paprsku nebo trasování cesty, obvykle počítají přesné odrazy na obecných površích, včetně vícenásobných odrazů a vlastních odrazů. Tyto algoritmy jsou však obecně stále příliš výpočetně nákladné pro vykreslování v reálném čase (i když existuje specifický HW, jako například Nvidia RTX ) a vyžadují jiný přístup k vykreslování než obvykle používaný rasterizace.

Odrazy na rovinných površích, jako jsou planární zrcadla nebo vodní plochy, lze vypočítat jednoduše a přesně v reálném čase pomocí dvouprůchodového vykreslování - jeden pro diváka, druhý pro pohled v zrcadle, obvykle pomocí vyrovnávací paměť šablony.[1] Některé starší videohry používaly trik k dosažení tohoto efektu při vykreslování jednoho průchodu tím, že celou zrcadlenou scénu postavily za průhlednou rovinu představující zrcadlo.[2]

Odrazy na nerovinných (zakřivených) plochách jsou pro vykreslování v reálném čase náročnější. Mezi hlavní používané přístupy patří:

  • Mapování prostředí (např. mapování krychle ): technika, která byla široce používána např. ve videohrách nabízí aproximaci reflexe, která je většinou dostatečná pro oko, ale postrádá sebereflexe a vyžaduje předběžné vykreslení mapy prostředí.[3]:174 Přesnost lze zvýšit pomocí prostorové řady map prostředí namísto pouze jedné.
  • Odrazy prostoru na obrazovce (SSR): more expensive technik that traces reflect paprsků in screen screen (oproti světovému prostoru, např. Ray tracing). To se provádí pro každý vykreslený pixel odraženého povrchu pomocí normální plochy a hloubky scény. Nevýhodou je, že objekty, které nejsou zachyceny ve vykresleném rámci, se nemohou objevit v odrazech, což má za následek nevyřešené křižovatky a neúplný obraz odrazu.[4]

Druhy odrazu

Leštěné

- Leštěný odraz je nerušený odraz, jako zrcadlový nebo chromový povrch.

Rozmazaný

- Rozmazaný odraz znamená, že drobné náhodné hrboly na povrchu materiálu způsobí, že odraz bude rozmazaný.

Kovový

- Odraz je kovový, pokud si světla a odrazy zachovají barvu reflexního objektu.

Lesklý

- Tento výraz lze zneužít: někdy jde o nastavení, které je opakem rozmazání (např. Když má „lesklost“ nízkou hodnotu, je odraz rozmazaný). Někdy se tento termín používá jako synonymum pro „rozmazaný odraz“. Lesklý použitý v této souvislosti znamená, že odraz je ve skutečnosti rozmazaný.

Leštěný nebo zrcadlový odraz

Zrcadlo na stěně vykreslené se 100% odrazem.

Zrcadla jsou obvykle téměř 100% reflexní ...

Kovový odraz

Velká koule vlevo je modrá s odrazem označeným jako kovový. Velká koule vpravo má stejnou barvu, ale nemá vybranou kovovou vlastnost.

Normální (nekovové) objekty odrážejí světlo a barvy v původní barvě odráženého objektu. Kovové objekty odrážejí světla a barvy změněné barvou samotného kovového objektu.

Rozmazaný odraz

Velká koule vlevo má ostrost nastavenou na 100%. Koule vpravo má ostrost nastavenou na 50%, což vytváří rozmazaný odraz.

Mnoho materiálů je nedokonalým reflektorem, kde jsou odrazy rozmazané na různé stupně kvůli drsnosti povrchu, která rozptyluje paprsky odrazů.

Lesklý odraz

Koule vlevo má normální kovový odraz. Koule vpravo má stejné parametry, až na to, že odraz je označen jako „lesklý“.

Plně lesklý odraz, zobrazuje zvýraznění ze světelných zdrojů, ale nevykazuje jasný odraz od objektů.

Příklady odrazů

Mokré odrazy podlahy

The efekt mokré podlahy[5]je grafický účinky technika populární ve spojení s Web 2.0 stránky stylu, zejména v loga. Efekt lze provést ručně nebo vytvořit pomocným nástrojem, který lze nainstalovat, aby se efekt vytvořil automaticky. Na rozdíl od standardního počítačového odrazu (a Jáva vodní efekt populární v první generaci webu grafika ), efekt mokré podlahy zahrnuje a spád a často sklon v odrazu, takže se zrcadlený obraz zdá být vznášející se na mokré podlaze.

Viz také

Reference

  1. ^ Kligard, Mark (1999). „Zlepšení stínů a odrazů pomocí vyrovnávací paměti šablony“: 7. Citováno 25. dubna 2020. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  2. ^ Tajemství mimo kameru, Metal Gear Solid: Twin Snakes - Boundary Break. Událost nastane v 4:32. Citováno 25. dubna 2020.
  3. ^ Fernando, Randima; Kilgard, Mark (2003). Výukový program Cg. Definitivní průvodce programovatelnou grafikou v reálném čase. Addison-Wesley Professional. ISBN  9780321194961.
  4. ^ „Unity-Technologies: Reflect space space“. Citováno 25. dubna 2020.
  5. ^ Twinsparc Článek, ve kterém je tento výraz vytvořen