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 -animering 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 vara möjligt attSkriv det på flera olika sätt, men anumber av variabler bör alltid beaktas.I ekvationen är l o utgående ljus; x är en punkt på en yta, och omega; är riktningen. l e är släppt ljus och l l i är inkommande ljus.En version av ekvationen ser ut så här:
l o (x, omega;) ' l e (x, omega;) + int; #937; #402; r (x, omega; #8242;, omega;) l i (x, omega; #8242;) ( mdash; omega; #8242; #8226; n) d omega; #8242;
Vad detta betyder är att utgående ljus, med en viss riktning från en specifik punkt, är lika med ljus som släpps ut från den punkten plusan integral ( int; #937; ) av den dubbelriktade reflektansfördelningsfunktionen,det inkommande ljuset och dämpningen av det infallande ljuset, över alla riktningar ( omega; #8242;) i hemisfered bestämd av n .
Konstruktörer måste överväga två typer av ljus när man använder rendering -ekvationen.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 återgivningsekvationen 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 kan 3D -animationer som är gjorda för mycket små barn eller de med små budgetar använda en begränsad ljusekvation som inte är lika realistisk men är enklare för designers att använda.
Videospel använder rendering -ekvationen ofta, men detta presenterar enutmaning 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 fokuserade på action av animationen eller spelet, är det osannolikt att de flesta tittare kommer att märka dessa problem.