Сферическое гармоническое освещение - Spherical harmonic lighting

Освещение сферической гармоникой (SH) это семья рендеринг в реальном времени методы, которые могут обеспечить высокореалистичное затенение и затенение со сравнительно небольшими накладными расходами. Все методы освещения SH включают замену частей стандартных уравнений освещения сферическими функциями, которые были спроецированы в частотное пространство с использованием сферические гармоники как основу. Рассмотрим простой пример. кубическая карта используемый для отображения среды, можно уменьшить до девяти коэффициентов SH, если сохранение высокочастотных деталей не является проблемой.[1]

Более интригующие методы используют SH для кодирования нескольких функций - обычно глобальной среды освещения и функции передачи яркости для каждой вершины. Обобщенное уравнение освещения включает, среди прочего, интеграцию продукта входящего излучения и BRDF по сфере - что слишком дорого для рендеринга в реальном времени. Но если две функции проецируются в коэффициенты SH, интеграл их произведения по сфере является просто скалярным произведением двух векторов коэффициентов SH. Создание передаточных функций для каждой вершины и их проецирование в пространство SH по-прежнему является дорогостоящим процессом, но их оценка почти тривиальна. Более того, они могут быть правильно оценены, даже если освещение изменится по интенсивности или ориентации. Даже самый сложный алгоритм радиоизлучения с трассировкой лучей можно визуализировать в реальном времени с динамически изменяющимся освещением.

Освещение SH с использованием предварительно обработанных коэффициентов дает красивые, но ограниченные результаты. Обычно освещение может изменяться или освещенная сетка может вращаться, но сетка не может быть преобразована или деформирована без необходимости нового набора коэффициентов для каждой вершины. Более современные методы разбивают уравнение освещения на несколько частей и вводят методы обновления компонентов SH в реальном времени.

Смотрите также

Рекомендации