Светографика: Удивительная светографика – рисование светом.

Удивительная светографика – рисование светом.

Светографические  художники   Игорь и Ирина –  творческий,  семейный   дуэт   из  Подмосковья,  работают   под  псевдонимом  HoryMa.   Олег  Горащенко  отвечает  за  все   технические   тонкости.  Этими  замечательными  людьми  создана  уникальная  техника  –  светографика  (рисование  светом).

Результатом   их  давней и серьезной увлеченности рисованием и фотографией явилось возникновение, разработанной в 2004 году, методики рисования светом и техники фотосъемки, которую   они   назвали – «светографикой» – т.е. графика светом, рисование светом, живопись светом. 

 

Светографика – это техника рисования светом и ещё одна возможность воплощения творческих идей. Фотоаппарат же является инструментом, фиксирующим изменение формы предмета и его освещения. Именно такой подход к съемке, а не работа в графических редакторах (в Photoshop или его аналогах), позволяет получить фотографические снимки, столь сильно отличающиеся от классической фотографии.  

В полностью затемнённом помещении фотоаппарат размещается на штативе. Фотографирование происходит на длительной выдержке и в поле зрения фотоаппарата фонарями «рисуются» объекты или узоры. Съемка длится от нескольких секунд до нескольких минут. Инструменты освещения – бытовые фонари (светодиодные или ламповые).

ПОРТРЕТЫ.

АРТ.

«Апельсиновые  феи».

ЦВЕТЫ.

 

НАТЮРМОРТ.

 Игорь и Ирина являются членами Союза фотохудожников России, авторами многочисленных статей по фотографии и светографике (журналы «Фотомастерская», Russian Zoom и т. д.), участниками и лауреатами многочисленных конкурсов и выставок (в частности, первое место на III Международном конкурсе цифровой фотографии Digital Art, медаль Goldmedals of Excellence на конкурсе Trierenberg Super Circuit в Австрии и т. д.)

Официальный  сайт

1158300cookie-checkУдивительная светографика – рисование светом.yes

Светографика — это… Что такое Светографика?

Cветографик (англ. light graphic) или лайтпейнтинг (калька с англ. light painting — рисование светом) — стиль фотосъемки, техника рисования светом.

Основные сведения

В полностью затемнённом помещении фотоаппарат размещается на штативе. Устанавливается длительная выдержка, и в поле зрения фотоаппарата фонарями «рисуются» объекты или узоры. Инструменты освещения — бытовые фонари (светодиодные и с галогеновой лампой).

Если дневной свет или освещение в студии предлагает уже готовую композицию в кадре, то в светографике^* на полученный снимок попадёт только то, на что будет направлен свет.

Основные методы

Два основных метода светографики — статический и динамический.

Метод статической отрисовки

• Монокомпозиция^*. Суть метода состоит в отрисовке светом объекта с разных сторон. Необходимо исключить любое движение включённым источником света. Только направленный короткий всплеск света создает аккуратно освещённую область и естественно следующую за ней тень.

• Мультикомпозиция^*. Перемещение объекта отрисовки в несколько (две и более) фиксируемых позиции. В одном кадре рисуется светом один и тот же персонаж или предмет, в разных позициях.

Метод динамической отрисовки

• Перемещающийся свет
  ^*. Рисование с помощью источников света (световыми мечами^*) всевозможных импровизации в пространстве. Используется для заполнения фоновых плоскостей и для стилизации светополотна. Пример: всевозможные надписи, орнаменты, украшения.

• Перемещающаяся плоскость отрисовки^*, световой сдвиг (СС). Это способ прописывания светового следа сдвигаемой плоскости.

• Размывание. Движение направленного света для убирания фактуры и деталей. Способ подходит для сглаживания элементов композиции. При движении светового луча размывается граница света-тени.

• Искажения и преломления. Результаты такого метода достигаются с использованием статической отрисовки и отражающих поверхностей. Приёмы получения такого изображения очень напоминают СС, но результаты зависят от форм отражённых предметов.

Все вышеперечисленные методы

* являются лишь частями единого процесса. Они как самостоятельны, так и прекрасно сочетаемы друг с другом.

Световая кисть

Световая кисть — техника фотосъемки. Принцип использования световой кисти заключается в том, что объекты освещаются отдельно, а источник света при этом передвигается. Основной сложностью метода является подбор и расчёт экспозиции. Эта фотографическая техника получила широкое применение в натюрморте.

Световая кисть — инструмент рисования светом. Инструмент представляет собой малогабаритный источник постоянного света, дающий хорошо сфокусированный узкий луч, направленный пучок света. Профессиональная световая кисть обладает постоянной цветовой температурой около 5500 К и позволяет использовать различные насадки и фильтры. В качестве световой кисти используют бытовой фонарик. Желательно, чтобы у этого фонарика свет фокусировался линзой, тогда пятно света не будет слишком широким, это позволит точно высвечивать мелкие детали объектов.

Световой меч

Световой меч — один из инструментов, используемых в динамической отрисовке.

Применяются различные конструкции, но основной элемент в световом мече — люминесцентная лампа. Представляет собой постоянный источник света, напоминающий меч, палку, шест.

Обязательное условие — равномерное, излучающее свет пространство.

См. также

Литература

• Цикл статей в журнале DigitalPhoto Фотомастерская

Литература

• Всё о компьютерном коллаже и фотообработке 2 // Digital Photo.  — 2008. — № 2, спец. выпуск.

Ссылки

Светографика — новый стиль фотосъемки · Мир Фотошопа

Светографика — это уникальная техника рисования светом, стиль фотосъемки. В современном мире она получила широкое распространение, и на данный момент это не просто профессиональное занятие, но и одно из любимых хобби у обычных людей. Она сочетает в себе и реальный и фантастический миры, при этом каждый раз получается что-то уникальное, новое, мистическое и загадочное. Сделать дважды, одно и то же изображение практически невозможно, а повторить во всевозможных подробностях и вовсе нельзя.

Многие компании используют приемы светографики для своей рекламы. Данная техника появилась не столь давно, но уже пользуется довольно большой популярностью. Но стоит знать, что для получения какого-то изображения приходится очень много работать, это и расстановка света, и работа с графическим редактором. Но после проделанных процедур, можно увидеть уникальное творение, которое как бы живет и дышит своей жизнью. Светографы для своих работ используют не только всевозможные предметы, но и тело человека.

Все работы обязательно должны быть построены именно на свечении, это может быть свечение изнутри или снаружи, каждое изображение просто пропитано светом. Им можно изобразить не только радость, счастье, но и негативные эмоции, такие как грусть, злость или обида. Почему-то принято думать, что свет, это всегда что-то позитивное, но светографы используют его и для того, чтобы изобразить абсолютно любые эмоции.

При помощи светографики можно выполнить любое изображение. Просто представьте, что перед вами абсолютно пустой и черный холст, но через некоторое время на нем начинают проявляться фантастические картины. И все это светографика. Для каждой работы используются разнообразные подходы, подсветка и дорисовка. Иногда приходится делать эскизы будущей работы, а иногда работа получается за один кадр.

Но для работы в один кадр, приходится очень долго делать расстановку света, а это довольно трудоемкая работа.

После того, как выбран нужный объект, его наполняют и оживляют светом, он должен быть разной интенсивности и цветов. Даже самые ужасные вещи и предметы вовсе не кажутся такими уж страшными, ведь использование света придает им нотку позитива. Светографы поистине уникальные, но все же довольно обычные люди. Дерзкая попытка преподнести обычные для нас вещи и предметы в необычном свете.

Семинар по Светографике от авторов технологии HoryMa — 29 января 2012, Москва, Школа обработки и ретуши Фотолана.

Портрет светом (Светографика 2009). Фотограф HoryMa (ХориМа)

Изображение — Это портреты? — Внимательно изучил первые четыре изображения и посмотрел на меня в упор.
— Ну да, ты же не будешь отрицать, что видишь на изображении человека?
— Так непривычно получилось… — покачивая головой и открывая следующий снимок.
— Да непривычно, но настроение, характер, поза человека. .. ведь присутствуют!? Ну ещё и экспрессия …
— Понятно. Как же назвать такой портрет?
Улыбаюсь так хитро и делаю пасы руками, как бы подыскивая нужное слово. Развожу руками в нерешительности и произношу:
— Давай назовём это портрет в светографике):
Машет на меня рукой, но в жесте есть и одобрение:
— Это понятно, но ведь и до этого были портреты в светографике — как бы желая подсказать, помочь найти автору то, что он только один может найти…
— И до этого были портреты. — хочу ещё что-то добавить, открываю рот и меня перебивают
— Вообще, это напоминает штрихи к портрету.. как бы стилизованную быструю зарисовку, как бы на скорую руку.. эскиз. Нет не эскиз.. тут законченные портреты… — слова кончились, думает, постукивает пальцами по корпусу мышки.
Мне было приятно, что несколько снимков… изображений, заставили зрителя так зажечься и задуматься. Он увеличивал изображения во весь размер, разглядывал фрагменты, рассматривая освещённую фактуру. И тут я дождался настоящей похвалы:
— Это, пожалуй, рисунок светом — так многозначительно сделал ударение на слове «светом» — Так, как ты говоришь, вы это делаете?
— Так фонарями! — улыбаюсь и взмахиваю пустой рукой, но с привычным жестом большого пальца по кнопке фонаря.
— А покажешь?! — спрашивает с недоверием
— Без проблем, приходи во вторник…
Во вторник, после съемок, начинается чаепитие. Уставшие потные лица светографов. Улыбающееся лицо модели, она никак не может расслабить щеки от растянутых мышц улыбки. Наш гость молчит. Наверное пора спросить мне самому, начинаю так из ниоткуда и в то же время как бы продолжая разговор:
— Ну как…?
— Вроде всё ясно, только ничего не понято.. вспышки, вспышки, вспышки фонарей в темноте. Кто-то мелькает при мимолетном свете. Видно то глаз, то руку, то сам фонарь… Непонятно… А вот на мониторчике камеры виден уже весь портрет, а фонарей не видно… Вот умом понимаю а представить весь портрет в темноте не могу.
— Хочешь попробовать? — даже не сомневаясь, что он захочет, решительно привстаю со стула.
— Нееет! — Он резко поднял обе руки вверх, жестом как бы строя перед собой толстенную стенку, и вжался в спинку качающегося кресла. Кресло подыграло ему жалобным скрипом и опустило наездника низко к полу.
На лице мимолетный испуг сменился маской постоянной решительности:
— В другой раз.
— Так как назвать такие портреты? — после паузы, прихлебывая чаёк.
— Портреты светом! А как же ещё?!
— Ну они получаются всё-таки такие непривычные, и как бы мазками, как бы зарисовки… — растягивая каждое слово, пародирую его самого.
— Да, действительно… — не замечая пародии, задумывается он… — А нарисуйте меня!?

По памяти записал диалог. Имена опускаю, оставляя лишь местоимения):

Как правильно фотографировать мотоцикл: светографика

Свет, летящий на крыльях мото: волшебство светографики позволит вам сделать профессиональное фото вашего мотоцикла в домашних условиях

Быть фотографом сродни работе фокусника. Зачастую самые лучшие трюки – самые простые, просто очень умело выполненные. В этой статье речь пойдет о еще одном секрете волшебства от великолепного испанского фотографа Хосе Галлина. (помните советы из первой части о том, какую использовать оптику и в каких ракурсах снимать?). Благодаря ему вы сможете сделать фото своего байка, не уступающее по качеству профессиональному, не выходя из дома, без дорогущих студий и осветительного оборудования.

Как-то Галлина снял биллборд для Dukati с помощью обычного фонарика – а его гонораром стал Hypermotard. Весь фокус – в светографике. Те из вас, кто хоть чуточку знаком с фотографией, знают, как часто и порой безвкусно эксплуатируют эту технику (почти так же, как HDR). Но если подходить к этому делу с умом, может получиться шедевр.

Главная хитрость в том, чтобы сделать прием светографики неочевидным. Когда вы смотрите на фотографию, и первая мысль о том, как это было снято, — то сам объект съемки уходит на второй план. Нам это не подходит, потому что наш объект – это мотоцикл, самая крутая вещь на свете.

Пора узнать, как сфотографировать мотоцикл, ориентируясь не на кошелек, а на смекалочку.

Посмотрите на первую картинку. Это было снято в условиях гостиной комнаты с применением светографики. Длинная выдержка, времени около минуты. В помещении должно было темно, поэтому лучшее время для съемки – вечер, либо не помешает наличие плотных штор.

Для длинной выдержки вам понадобится штатив. И, конечно, источник света. Можете использовать практически что угодно.

Все фото спорткаров в глянцевых журналах, как правило, делаются в огромных студийных павильонах за сотни тысяч доллларов, а в качестве освещения используется огромная световая панель, в три раза больше самой машины. Прелесть светографики в том, что без всего этого можно обойтись, а результат не обманет ожидания.

Чтобы достичь такого эффекта, потребуется софтбокс 20х30. Но снять мотоцикл не так просто: у них более сложная поверхность, которую труднее осветить. Свет должен как бы «обтекать» формы мотоцикла.

Возьмите один или два фонарика. Затемните комнату, установите объект съемки и поставьте камеру на штатив.

Покрутите настройки камеры, прикрыв диафрагму и увеличив выдержку. Возможно, настройки ISO тоже нужно поменять, но лучше, если они останутся в пределах 400, иначе картинка будет шумной. Я бы посоветовал сделать выдержку на минуту. Достаточно, чтобы все получилось, а вы не успели заскучать.

Нажмите на кнопку спуска, подойдите к мотоциклу, включите фонарик и начинайте светить на него. Вы словно вырисовываете формы своего мотоцикла. Если направить свет на камеру, получится эффект художественного засвета, но для нашего снимка это ни к чему, нам нужен красивый четкий свет. Можно завернуть фонарик  в черную футболку или воспользоваться блендой, чтобы свет не был рассеянным и не попадал на фотоаппарат.  

На этом кадре вы видите большую черную ткань, которая послужит хорошим фоном для мотоцикла (а при необходимости – и шторами для окон). На следующем кадре можете заметить кусок белой ткани, который нужен для создания блика на выхлопной трубе Ducati SportClassic.

Чтобы результат съемки был наглядным еще в процессе, присоедините камеру к компьютеру для вывода изображения сразу на большой экран.

Фокусируйтесь на важном 

Чем ближе вы стоите к мотоциклу, тем ярче светит источник света и тем жестче тени. Отойдете – свет будет мягче и темнее. Поэтому подумайте, какие части мотоцикла стоит выделить сильнее, и уделите им чуть больше времени, направив на эти зоны более яркий свет. Скорее всего, это будут бак, цилиндры, фара и, конечно, колеса.

Не сильно высвечивайте зону аккумулятора, зеркал и проводов. Используйте светографику, чтобы выделить самые фотогеничные места.

Для этого кадра использовался очень мягкий свет (не обращайте внимание на блики, их легко можно стереть). Заметьте, как свет органично и приятно отражается на брутальной поверхности Дукати – а ее довольно сложно освещать. На старых моделях BMW или Honda CB этот эффект будет смотреться еще лучше.  

С первого раза может не получиться, но, оценив результат, вы сразу поймете, что именно нужно изменить. К тому же, это не только красиво, но еще и полезно. Бег туда-сюда с фонариком – неплохое упражнение. 

Комбинируйте свои кадры. Если вы используете штатив и вам удалось ни разу не сдвинуть его с места, можно наложить изображения друг на друга. Например, для одного кадра сделайте яркое освещение всего мотоцикла, а для другого – слабое. Так можно будет выбрать наилучший вариант для каждой детали мотоцикла. Этот рецепт легко использовать и под открытым небом темной ночью. Любое место, где нет уличных фонарей,  — ваша потенциальная фотостудия.

Миксовать фото и смешивать разные экспозиции нельзя без знания редакторских программ типа Фотошопа. Но если таковых не имеется, добиться почти идеального результата своими руками во время процесса съемки – вполне реально.  Просто продолжайте делать дубли. Замечу, что далеко не всегда профессиональные фотографы быстро добиваются нужного результата. Очень часто приходится делать столько кадров, сколько потребуется, а потребоваться может много. И уже только потом простые смертные вводятся в заблуждение,  что все получилось с первого раза.

Фотошопных дел мастер

Снимки Hypermotard и SportClassic – часть большого полотна линейки грозных Дукати. Галлина сразу знал, какого эффекта хотел добиться, поэтому снимал с нижнего ракурса на широкоугольной оптике.

Мотоцикл выглядит агрессивно, так как камера расположена снизу: если вам хочется придать фотографии своего байка дерзкое настроение, поставьте фотоаппарат на пол и снимайте с нижнего ракурса.

Он сделал серию снимков пяти мотоциклов с разными экспозициями, а потом выбрал четыре-пять лучших кадров. С помощью масок вставил в фотографию те части из каждого снимка, которые ему больше понравились.

Дальше он взял каждый из пяти мотоциклов с их пятью экспозициями и сложил в одно изображение. Точно выверенные ракурсы позволяют сделать очень реалистичное общее фото. На этом изображении около 40-50 слоев.

Помните, вам не надо платить за пленку. Наснимайте кучу кадров, продолжайте экспериментировать и вы удивитесь, как здорово работать в этой технике.

Позже этот кадр уже украшал один из огромных баннеров Дукати на гоночной трассе Лагуна Сека.

Несколькими неделями позже Галлине доставили его долгожданный собственный Ducati Hypermotard. «Счастью не было предела – вплоть до того дня, когда его угнали».

Вот так. Что-то получается, а что-то теряется. 

P.S. Чтобы у нас с вами ничего не терялось и быстро находилось, загляните на карту мотосервисов и мотошкол. Будем признательны, если вы поделитесь с другими своим опытом и добавите отзывы о мотошколе или мотосервисе! 🙂

инструкция / личный блог Cat in Black / smotra.ru

Неоднократно меня просили рассказать как я сделал это:

На самом деле это не моя работа, поэтому я не знал как это делаться, но решил прочитать инструкцию и рассказать вам.

Что вам понадобится:

* Фотоаппарат с возможностью выставления длительной выдержки
* Штатив
* Источник света (лучше всего — светодиодный фонарик)
* Темнота
* Вдохновение

Шаг 1.
Для начала вам нужен цифровой фотоаппарат, на котором есть режим ручной настройки (такой режим часто обозначают буквой М или словом Manual) и возможность ставить длительную выдержку.
Что такое выдержка? Выдержка – это интервал времени, в течение которого свет воздействует на участок светочувствительного материала для сообщения ему определённой экспозиции. Именно она позволяет фиксировать след от любого движущегося источника света. Диапазон выдержек широк. Бывают сверхкороткие (тысячные доли секунды) и длинные. В люминографии, как правило, используются длинные – от 5 секунд до 60 секунд и даже больше.

Почитайте инструкцию к своему фотоаппарату. Если в вашем фотоаппарате есть функция длительной выдержки, путь к вашему творчеству открыт.

Также будет не плохо если в вашем фотоаппарате есть возможность изменять ISO (или светочувствительность). Оптимальное значение для фризлайта – диапазон от 50 до 200.

Также было бы не плохо если в вашем фотоаппарате можно регулировать диафрагму.
С её помощью вы регулируете количество света попадающего на матрицу. Чем больше значение – тем меньше света, чем меньше значение – тем больше света. Научитесь грамотно управлять диафрагмой – рисовать станет гораздо проще.

Ваш фотоаппарат должен располагаться на штативе или в крайнем случае – на бордюре, на столе/стуле, на стопке книг и т.п.

Шаг 2.
Теперь, когда вы настроили свой фотоаппарат, вам нужна кисть – то чем вы будите рисовать. Разновидности оборудования художников-люминографов чрезвычайно широки. Но самый распространенным вариантом является обычный светодиодный фонарик.

Шаг 3.

так, теперь у вас есть всё, что нужно.
Выключите свет в комнате.
Установите камеру на штативе (на столе, стуле, стопке книг). Нажмите на кнопку спуска затвора (или еще лучше поставить таймер или воспользоваться пультом д.у.). Включите фонарик и просто помахайте им перед камерой некоторое время (время, на которое выставлена выдержка). Посмотрите на результат.

P.S. Есть еще один вариант, более интересный(в данном случае получиться, что вы будете не подвижно стоять или вообще можете уйти из кадра):
1. Установите фотоаппарат на штатив. Установите длительность выдержки на камере-30 секунд. Встаньте в кадр так, чтобы оставалось достаточно места для рисования. Потренируйтесь рисовать в воздухе.
2. Теперь выключаем свет и нажимаем спуск затвора камеры. Рисуем…
3. Как только Вы закончили рисовать, примите позу и попросите вашего друга-помощника включать свет на 1 секунду.
4. Затем опять быстро выключите свет и подождите, пока закончится время сьемки.

Вот и все, сложностей не каких а получается очень даже =)

Фризлайт / светографика. | Описание, видео и фотографии световой кисти.

Фризлайт (англ. freezelight), световая кисть, светографика (англ. light graphic), лайтпейнтинг (англ. light painting — рисование светом) — стиль фотосъёмки, техника рисования светом, практически, новый жанр в искусстве фотографии, далее «фризлайт».
Для съемки в этом стиле не нужен Photoshop или другой графический редакторов, разве только для уменьшения размеров фоток, а всё остальное делается с помощью фотоаппарата, штатива, выдержки, фонарика и креативного мышления.

Техника съёмки фризлайт.

Начать рекомендую с идеи съемки, предлагаю нарисовать простой — смайлик. Нам понадобится фотоаппарат, штатив, фонарик и тёмное помещение (локация).
В тёмном помещении размещаем фотоаппарат на штатив, выставляем режим M (мануал) или режим приоритета выдержки — устанавливаем длительную выдержку, а дальше — дело техники, но у нас сразу появляется проблема, а именно — не получается фокусироваться =(. Для решения этой проблемы мы используем один из фонариков, которым мы будем подсвечивать «фокус».
Съемка началась — вторым фонариком рисуем объект съемки/смайл или узоры. Опять же, я использую мануальный режим съемки, так как необходимо не менять настройки выдержки, экспозиции и фокусировки.
Инструменты освещения — любые осветительные приборы, фонарики (светодиодные и с галогенной лампой), свечи и даже экран iPhone способен осветить место съемки.
Обращаю внимание, в кадре будет видно только то, что мы осветили фонариком.

Как сделать фризлайт в домашних условиях.

По сути, техника съемки в домашних условиях фризлайта не отличается от съемки фризлайта на улице. Нам опять понадобиться фотоаппарат, штатив, локация и идея съемки.

Видео уроки по съёмке светом.

Фризлайт на «СТС» — Галилео

Фризлайт на «Ц»

Настройки камеры для рисования светом: выдержка, диафрагма, ISO

Фризлайт в студии

Фотографии из серии фризлайт / Lichtfaktor

Все фотографии взяты с простор интернета, большая благодарность основателям направления фризлайта в России- freezelight. ru

20 уникальных примеров световых эффектов в графическом дизайне

Световые эффекты в графическом дизайне — это способ придать яркости изображениям, создав сильный контраст между светлыми и темными тонами. Эти эффекты, актуальная тенденция, дают наилучший результат, когда они используются в действительно темных изображениях, чтобы выделить частицы, на которые следует привлечь внимание пользователя. Некоторые графические элементы, такие как Boss Logic и Pete Harrison, делают свет и легкость основными элементами своих работ. При использовании этих элементов следует учитывать, что световые эффекты создают тени, области, которые нужно сделать ярче, а другие — темнее.Недостаточно загрузить картинку яркости и установить слой на экран. Лично мне нравится больше световых эффектов, даже если они используются чрезмерно. Сегодня я сделал подборку из 20 примеров, которые могут послужить источником вдохновения для вашей следующей работы:

Агония

Фабиана Варнке

Apache

Войцеха Магерски и Сэма Роблеса

Дети идиомы

Пабло Альфьери

(Desktopography)

от Жюльена Мореля

Электрическая тишина

Пита Харрисона

Ластик

от Адама Спизака

Evolution

, автор — Ник Эйнли

Я чувствую себя хорошо

от younes ze

Отпусти ее

от Boss Logic

Монро 3000

, Михал Сыч

Постер фильма — Беглец

от Alex Beltechi

Туманность

Фабиана Варнке и Хавьера Альварадо

Положительная ажиотаж

от Ars Thanea

Богатые почвы 2

Джастина М.Маллер

стильный reMixx

Эдмар Сиснерос

Сахар

Пита Харрисона

Красный бюллетень — Сингапур

Питер Яворовски

Самовозгорание

от Адама Спизака

Вейдер, я твой отец

от Boss Logic

Мы все падаем

, Jerico Santander

Light — Компьютерная графика с нуля

Мы начнем добавлять «реализм» к рендерингу сцены с добавления света.Свет — это обширная и сложная тема, поэтому мы представим упрощенную модель, которая подходит для наших целей. Эта модель по большей части вдохновлена ​​тем, как работает свет в реальном мире, но также требует некоторых вольностей, чтобы визуализированные сцены выглядели хорошо.

Мы начнем с некоторых упрощающих предположений, которые сделают нашу жизнь проще, а затем представим три типа источников света: точечные источники света, направленные источники света и рассеянный свет. В конце главы мы обсудим, как эти источники света влияют на внешний вид поверхностей, включая диффузное и зеркальное отражение.

Сделаем несколько предположений, чтобы упростить задачу. Во-первых, мы заявляем, что весь свет белый. Это позволяет нам характеризовать любой свет с помощью единственного действительного числа \ (i \), которое называется интенсивностью света. Имитация цветного освещения не так уж сложна (мы просто использовали бы три значения интенсивности, по одному на каждый цветовой канал, и вычислили бы все цвета и освещение по каналам), но мы будем придерживаться белого света, чтобы упростить задачу.

Во-вторых, мы не будем обращать внимания на атмосферу. В реальной жизни свет кажется тем тусклее, чем дальше он находится; это происходит из-за плавающих в воздухе частиц, которые поглощают часть света, проходящего через них.Хотя это не особенно сложно сделать в трассировщике лучей, мы не будем усложнять задачу и проигнорируем этот эффект; в нашей сцене расстояние не делает свет менее ярким.

Свет должен откуда-то исходить. В этом разделе мы определим три разных типа источников света.

Точечные огни

Точечные источники света излучают свет из фиксированной точки в трехмерном пространстве, называемой их положением . Они излучают свет одинаково во всех направлениях; Вот почему их также называют всенаправленными огнями .Таким образом, точечный свет полностью описывается своим положением и интенсивностью.

Лампочка — хорошее приближение точечного света в реальной жизни. Хотя настоящая лампочка не излучает свет из одной точки и не является абсолютно всенаправленной, это довольно точное приближение.

Давайте определим вектор \ (\ vec {L} \) как направление от точки сцены \ (P \) к свету \ (Q \). Мы можем вычислить этот вектор, называемый световым вектором , как \ (Q — P \).Обратите внимание: поскольку \ (Q \) фиксировано, но \ (P \) может быть любой точкой сцены, \ (\ vec {L} \) отличается для каждой точки сцены, как вы можете видеть на рисунке 3- 1.

Рисунок 3-1: Точечный светильник на Q . Вектор \ (\ vec {\ mathsf {L}} \) различен для каждой точки P .

Направленные фонари

Если точечный свет является хорошим приближением к лампочке, работает ли он также как приближение к Солнцу?

Это сложный вопрос, и ответ зависит от того, что мы пытаемся визуализировать.В масштабе Солнечной системы Солнце можно представить как точечный свет. В конце концов, он излучает свет из точки, и он излучает во всех направлениях, поэтому, похоже, он подходит.

Однако, если наша сцена представляет что-то происходящее на Земле, это не очень хорошее приближение. Солнце находится так далеко, что каждый луч света, который достигает нас, имеет почти одно и то же направление. Мы могли бы аппроксимировать это с точечным источником света, расположенным очень, очень, очень далеко от объектов в сцене. Однако расстояние между источником света и объектами будет на несколько порядков больше, чем расстояние между объектами, поэтому мы начнем сталкиваться с ошибками числовой точности.

Чтобы лучше справляться с такими ситуациями, мы определяем направленных источников света . Как и у точечных источников света, у направленных источников света есть сила, но, в отличие от них, у них нет положения; вместо этого они имеют фиксированное направление . Вы можете думать о них как о бесконечно удаленных точечных источниках света, расположенных в указанном направлении.

В то время как в случае точечных источников света нам нужно вычислить другой вектор света \ (\ vec {L} \) для каждой точки \ (P \) в сцене, в данном случае \ (\ vec {L} \) дано.В примере сцены Солнце-Земля \ (\ vec {L} \) будет (центр Солнца) — (центр Земли) . На рис. 3-2 показано, как это выглядит.

Рисунок 3-2: Направленный свет. Вектор \ (\ vec {\ mathsf {L}} \) один и тот же для каждой точки P .

Как мы видим здесь, световой вектор направленного света одинаков для каждой точки сцены. Сравните это с рисунком 3-1, где световой вектор точечного источника света различен для каждой точки сцены.

Окружающий свет

Можно ли моделировать любой реальный свет как точечный или направленный свет? Довольно много.Достаточно ли этих двух типов света, чтобы осветить сцену? К сожалению нет.

Рассмотрим, что происходит с Луной. Единственный значительный источник света поблизости — Солнце. Таким образом, «передняя половина» Луны по отношению к Солнцу получает весь свой свет, а ее «задняя половина» находится в полной темноте. Мы видим это под разными углами с Земли, создавая то, что мы называем «фазами» Луны.

Однако здесь, на Земле, ситуация несколько иная. Даже точки, которые не получают свет непосредственно от источника света, не находятся полностью в темноте (просто посмотрите на пол под своим стулом).Как лучи света достигают этих точек, если их «вид» источников света затруднен чем-то еще?

Как упоминалось в разделе «Цветовые модели» в главе 1 (Введение), когда свет попадает на объект, часть его поглощается, а остальная часть рассеивается обратно в сцену. Это означает, что свет может исходить не только от источников света, но и от объектов, которые получают свет от источников света и рассеивают его часть обратно в сцену. Но зачем останавливаться на достигнутом? Рассеянный свет, в свою очередь, попадет на какой-то другой объект, часть его будет поглощена, а часть рассеивается обратно в сцену.И так до тех пор, пока вся энергия исходного света не будет поглощена поверхностями сцены.

Это означает, что мы должны рассматривать каждый объект как источник света. Как вы понимаете, это значительно усложнит нашу модель, поэтому мы не будем исследовать этот механизм в этой книге. Если вам интересно, поищите global illumination и полюбуйтесь красивыми картинками.

Но мы по-прежнему не хотим, чтобы каждый объект был либо непосредственно освещен, либо полностью темным (если только мы не визуализируем модель Солнечной системы).Чтобы преодолеть это ограничение, мы определим третий тип источника света, называемый окружающим светом , который характеризуется только своей интенсивностью. Мы заявляем, что окружающий свет добавляет немного света в каждую точку сцены, независимо от того, где она находится. Это грубое упрощение очень сложного взаимодействия между источниками света и поверхностями в сцене, но оно работает достаточно хорошо.

В общем, сцена будет иметь один окружающий свет (поскольку окружающий свет имеет только значение интенсивности, любое их количество можно тривиально объединить в один окружающий свет) и произвольное количество точечных и направленных источников света.

Теперь, когда мы знаем, как определять источники света в сцене, нам нужно выяснить, как источники света взаимодействуют с поверхностями объектов в сцене.

Чтобы вычислить освещенность отдельной точки, мы вычислим количество света, вносимого каждым источником света, и сложим их вместе, чтобы получить одно число, представляющее общее количество света, которое получает точка. Затем мы можем умножить цвет поверхности в этой точке на это количество, чтобы получить оттенок цвета, который представляет, сколько света она получает.

Итак, что происходит, когда луч света, будь то направленный источник света или точечный источник света, попадает в точку на каком-либо объекте в нашей сцене?

Мы можем интуитивно разделить объекты на два широких класса, в зависимости от того, как они отражают свет: «матовые» и «блестящие» объекты. Поскольку большинство окружающих нас объектов можно отнести к матовым, мы сначала сосредоточимся на этой группе.

Когда луч света попадает на матовый объект, луч рассеивается обратно в сцену одинаково во всех направлениях, процесс, называемый диффузным отражением ; это то, что делает матовые объекты матовыми.

Чтобы убедиться в этом, посмотрите на какой-нибудь матовый объект вокруг себя, например, на стену. Если вы переместитесь относительно стены, ее цвет не изменится. То есть свет, который вы видите в отражении от объекта, одинаков, независимо от того, откуда вы смотрите.

С другой стороны, количество отраженного света зависит от угла между лучом света и поверхностью. Интуитивно это происходит потому, что энергия, переносимая лучом, должна распространяться на меньшую или большую площадь в зависимости от угла, поэтому энергия, отраженная в сцену на единицу площади, больше или меньше, соответственно, как показано на рисунке 3-3. .

Рисунок 3-3: Энергия луча света распространяется по областям разного размера, в зависимости от его угла к поверхности.

На рис. 3-3 мы можем видеть два луча света одинаковой интенсивности (представленных одинаковой шириной), падающие на поверхность под углом. Энергия, переносимая лучами света, равномерно распространяется по областям, на которые они попадают. Энергия луча справа распространяется по большей площади, чем у луча слева, и поэтому каждая точка в своей области получает меньше энергии, чем в левом случае.

Чтобы исследовать это математически, давайте охарактеризуем ориентацию поверхности ее вектором нормали . Вектор нормали к поверхности в точке \ (P \) или просто «нормаль» — это вектор, перпендикулярный поверхности в точке \ (P \). Это также единичный вектор, то есть его длина равна \ (1 \). Назовем этот вектор \ (\ vec {N} \).

Моделирование диффузного отражения

Луч света с направлением \ (\ vec {L} \) и интенсивностью \ (I \) попадает на поверхность с нормалью \ (\ vec {N} \). Какая часть \ (I \) отражается обратно в сцену как функция от \ (I \), \ (\ vec {N} \) и \ (\ vec {L} \)?

В качестве геометрической аналогии представим интенсивность света как «ширину» луча.\ circ \), \ (A \) приближается к \ (\ infty \), поэтому энергия на единицу площади приближается к 0; \ (\ lim_ {A \ to \ infty} {I \ over A} = 0 \). Но что происходит между ними?

Ситуация изображена на Рисунке 3-4. Мы знаем \ (\ vec {N} \), \ (\ vec {L} \) и \ (P \); Я добавил углы \ (\ alpha \) и \ (\ beta \), а также точки \ (Q \), \ (R \) и \ (S \), чтобы упростить написание схемы.

Рис. 3-4: Векторы и углы, участвующие в расчетах диффузного отражения

Поскольку луч света технически не имеет ширины, мы можем предположить, что все происходит на плоском бесконечно маленьком участке поверхности.Даже если это поверхность сферы, рассматриваемая область настолько бесконечно мала, что почти плоская по сравнению с размером сферы, точно так же, как Земля выглядит плоской в ​​малых масштабах.

Луч света шириной \ (I \) падает на поверхность в точке \ (P \) под углом \ (\ beta \). Нормаль в точке \ (P \) равна \ (\ vec {N} \), а энергия, переносимая лучом, распространяется по \ (A \). Нам нужно вычислить \ ({I \ over A} \).

Рассмотрим \ (RS \), «ширину» луча. По определению, он перпендикулярен \ (\ vec {L} \), который также является направлением \ (PQ \).\ circ \). Сторона \ (QR \) измеряет \ (I \ больше 2 \), а сторона \ (PR \) измеряет \ (A \ больше 2 \).

Рисунок 3-5: Треугольник PQR в контексте тригонометрии

А теперь тригонометрия приходит на помощь! По определению \ (cos (\ alpha) = {QR \ over PR} \); заменяя \ (QR \) на \ (I \ over 2 \) и \ (PR \) на \ (A \ over 2 \), получаем

\ [cos (\ alpha) = {{I \ over 2} \ over {A \ over 2}} \]

, что становится

\ [cos (\ alpha) = {I \ over A} \]

Мы почти у цели.\ (\ alpha \) — это угол между \ (\ vec {N} \) и \ (\ vec {L} \). Мы можем использовать свойства скалярного произведения (не стесняйтесь обращаться к приложению «Линейная алгебра»), чтобы выразить \ (cos (\ alpha) \) как

\ [cos (\ alpha) = {{\ langle \ vec {N}, \ vec {L} \ rangle} \ over {| \ vec {N} || \ vec {L} |}} \]

И наконец

\ [{I \ over A} = {{\ langle \ vec {N}, \ vec {L} \ rangle} \ over {| \ vec {N} || \ vec {L} |}} \]

Мы пришли к простому уравнению, которое дает нам долю отраженного света как функцию угла между нормалью к поверхности и направлением света.\ circ \) просто означает, что свет на самом деле освещает , заднюю поверхности, и, следовательно, он не вносит никакого света в точку, которую мы освещаем. Поэтому, если \ (cos (\ alpha) \) становится отрицательным, нам нужно рассматривать его, как если бы это было \ (0 \).

Уравнение диффузного отражения

Теперь мы можем сформулировать уравнение для вычисления полного количества света, получаемого точкой \ (P \) с нормальным \ (\ vec {N} \) в сцене с окружающим светом с интенсивностью \ (I_A \) и \ (n \) точечные или направленные источники света с интенсивностью \ (I_n \) и векторами света \ (\ vec {L_n} \) либо известными (для направленных источников света), либо вычисленными для \ (P \) (для точечных источников света):

\ [I_P = I_A + \ sum_ {i = 1} ^ {n} I_i {{\ langle \ vec {N}, \ vec {L_i} \ rangle} \ over {| \ vec {N} || \ vec {L_i} |}} \]

Стоит повторить, что термины, где \ (\ langle \ vec {N}, \ vec {L_i} \ rangle <0 \) не должны добавляться к освещению точки.

Сферические нормали

Не хватает только маленькой детали: откуда берутся нормали? Ответ на этот общий вопрос гораздо сложнее, чем может показаться, как мы увидим во второй части этой книги. К счастью, на данный момент мы имеем дело только со сферами, и для них есть очень простой ответ: нормальный вектор любой точки сферы лежит на линии, проходящей через центр сферы. Как вы можете видеть на рисунке 3-6, если центр сферы находится в \ (C \), направление нормали в точке \ (P \) равно \ (P — C \).

Рисунок 3-6: Нормаль сферы на P имеет то же направление, что и CP .

Почему «направление нормального», а не «нормальное»? Вектор нормали должен быть перпендикулярен поверхности, но он также должен иметь длину \ (1 \). Чтобы нормализовать этот вектор и превратить его в истинную нормаль, нам нужно разделить его на его собственную длину, таким образом гарантируя, что результат будет иметь длину \ (1 \):

\ [\ vec {N} = {{P — C} \ over {| P — C |}} \]

Рендеринг с диффузным отражением

Давайте переведем все это в псевдокод.Во-первых, давайте добавим в сцену пару источников света:

 свет {
    тип = окружающий
    интенсивность = 0,2
}
свет {
    type = point
    интенсивность = 0,6
    позиция = (2, 1, 0)
}
свет {
    тип = направленный
    интенсивность = 0,2
    направление = (1, 4, 4)
} 

Обратите внимание, что в сумме интенсивности обычно составляют \ (1.0 \); из-за того, как работает уравнение освещения, это гарантирует, что ни одна точка не может иметь интенсивность света выше этого значения. Это означает, что у нас не будет «передержанных» пятен.

Уравнение освещения довольно просто перевести в псевдокод (Листинг 3-1).

 ComputeLighting (P, N) {
    я = 0,0
    для света в сцене.Lights {
        if light.type == ambient {
           ❶i + = свет. Интенсивность
        } еще {
            if light.type == point {
               ❷L = свет. Положение - P
            } еще {
               ❸L = направление света
            }

            n_dot_l = точка (N, L)
           ❹if n_dot_l> 0 {
               ❺i + = светлый.интенсивность * n_dot_l / (длина (N) * длина (L))
            }
        }
    }
    вернуться я
} 

Листинг 3-1. Функция для вычисления освещения с диффузным отражением.

В листинге 3-1 мы обрабатываем три типа света немного по-разному. Окружающее освещение является самым простым и регулируется напрямую ❶. Точечные и направленные источники света используют большую часть кода, в частности, расчет интенсивности ❺, но векторы направления вычисляются по-разному (❷ и ❸), в зависимости от их типа. Условие в ❹ гарантирует, что мы не добавляем отрицательные значения, которые представляют источники света, освещающие обратную сторону поверхности, как мы обсуждали ранее.

Осталось только использовать ComputeLighting в TraceRay . Заменяем строку, возвращающую цвет сферы:

 вернуть closest_sphere.color 

с этим фрагментом:

 P = O + closest_t * D // Вычислить пересечение
N = P - closest_sphere.center // Вычислить нормаль сферы на пересечении
N = N / длина (N)
вернуть closest_sphere.color * ComputeLighting (P, N) 

Ради интереса добавим большую желтую сферу:

 сфера {
    color = (255, 255, 0) # Желтый
    центр = (0, -5001, 0)
    радиус = 5000
} 

Мы запускаем средство визуализации и, о чудо, сферы теперь начинают выглядеть как сферы (рис. 3-7)!

Рисунок 3-7: Диффузное отражение добавляет сцене ощущение глубины и объема.

Исходный код и живая демонстрация >>

Но подождите, как большая желтая сфера превратилась в плоский желтый пол? Это не так; она настолько велика по сравнению с тремя другими сферами, а камера расположена так близко к ней, что она выглядит плоской — точно так же, как поверхность нашей планеты выглядит плоской, когда мы стоим на ней.

Обратим внимание на блестящих объектов. В отличие от матовых объектов, блестящие объекты выглядят немного по-разному в зависимости от того, откуда вы смотрите.

Представьте себе бильярдный шар или машину, только что вышедшую из автомойки.Такие объекты демонстрируют очень специфические световые узоры, обычно яркие пятна, которые, кажется, движутся, когда вы перемещаетесь вокруг них. В отличие от матовых объектов, то, как вы воспринимаете поверхность этих объектов, на самом деле зависит от вашей точки зрения.

Обратите внимание, что красный бильярдный шар остается красным, если вы обойдете его, но яркое белое пятно, придающее ему сияющий вид, движется так же, как и вы. Это показывает, что новый эффект, который мы хотим смоделировать, не заменяет диффузное отражение, а дополняет его.

Чтобы понять, почему это происходит, давайте подробнее рассмотрим, как поверхности отражают свет. Как мы видели в предыдущем разделе, когда луч света попадает на поверхность матового объекта, он рассеивается обратно на сцену одинаково во всех направлениях. Это происходит потому, что поверхность объекта неровная, поэтому на микроскопическом уровне он ведет себя как набор крошечных поверхностей, указывающих в случайных направлениях (рис. 3-8):

Рис. 3-8. Как может выглядеть шероховатая поверхность матового объекта под микроскопом.Падающие лучи света отражаются в случайных направлениях.

Но что, если поверхность не такая уж и неправильная? Давайте перейдем к другой крайности: идеально отполированное зеркало. Когда луч света попадает в зеркало, он отражается в одном направлении. Если мы назовем направление отраженного света \ (\ vec {R} \) и соблюдаем соглашение, согласно которому \ (\ vec {L} \) указывает на источник света, рис. 3-9 иллюстрирует ситуацию.

Рисунок 3-9: Лучи света, отраженные зеркалом

В зависимости от того, насколько «отполирована» поверхность, она ведет себя более или менее как зеркало; Вот почему он называется specular Reflection, от speculum , латинского слова, обозначающего mirror .

Для идеально отполированного зеркала падающий луч света \ (\ vec {L} \) отражается в одном направлении, \ (\ vec {R} \). Вот почему вы очень четко видите отраженные объекты: на каждый падающий луч света \ (\ vec {L} \) приходится один отраженный луч \ (\ vec {R} \). Но не каждый объект идеально отполирован; в то время как большая часть света отражается в направлении \ (\ vec {R} \), некоторые отражаются в направлениях, близких к \ (\ vec {R} \). Чем ближе к \ (\ vec {R} \), тем больше света отражается в этом направлении, как вы можете видеть на Рисунке 3-10.«Сияние» объекта — это то, что определяет, насколько быстро уменьшается отраженный свет по мере удаления от \ (\ vec {R} \).

Рис. 3-10. Для поверхностей, которые не идеально отполированы, чем ближе направление к \ (\ vec {\ mathsf {R}} \), тем больше лучей света отражается в этом направлении.

Мы хотим выяснить, сколько света от \ (\ vec {L} \) отражается обратно в направлении нашей точки зрения. Если \ (\ vec {V} \) — это «вектор обзора», указывающий из \ (P \) на камеру, а \ (\ alpha \) — это угол между \ (\ vec {R} \) и \ ( \ vec {V} \) получаем рисунок 3-11.\ circ \), свет не отражается. Как и в случае с диффузным отражением, нам нужно математическое выражение, чтобы определить, что происходит с промежуточными значениями \ (\ alpha \).

Моделирование зеркального отражения

В начале этой главы я упомянул, что некоторые модели не основаны на физических моделях. Это одна из них. Следующая модель условна, но она используется, потому что ее легко вычислить и она хорошо выглядит.

Рассмотрим \ (cos (\ alpha) \). У него хорошие свойства: \ (cos (0) = 1 \) и \ (cos (\ pm 90) = 0 \), как и нам нужно; и значения постепенно уменьшаются от \ (0 \) до \ (90 \) по очень приятной кривой (рис. 3-12).

Рисунок 3-12: График cos (\ (\ boldsymbol {\ alpha} \)) .

Это означает, что \ (cos (\ alpha) \) соответствует всем нашим требованиям к функции зеркального отражения, так почему бы не использовать ее?

Еще одна деталь. Если бы мы сразу использовали эту формулу, каждый объект был бы одинаково блестящим. Как мы можем адаптировать уравнение для представления различной степени блеска?

Помните, что блеск — это мера того, насколько быстро уменьшается функция отражения при увеличении \ (\ alpha \).s \) для разных значений \ (s \).

Рисунок 3-13: График cos (\ (\ boldsymbol {\ alpha} \)) ^s

Чем больше значение \ (s \), тем «уже» становится функция около \ (0 \) и тем ярче выглядит объект. \ (s \) называется экспонентой зеркального отражения и является свойством поверхности. Поскольку модель не основана на физической реальности, значения \ (s \) могут быть определены только методом проб и ошибок — по сути, изменяя значения до тех пор, пока они не будут выглядеть «правильными». Для модели, основанной на физике, вы можете изучить функции двунаправленной отражательной способности (BDRF).s \), где \ (\ alpha \) — угол между \ (\ vec {V} \) и \ (\ vec {R} \); \ (\ vec {R} \), в свою очередь, \ (\ vec {L} \) отражается относительно \ (\ vec {N} \). Итак, первый шаг — вычислить \ (\ vec {R} \) из \ (\ vec {N} \) и \ (\ vec {L} \).

Мы можем разложить \ (\ vec {L} \) на два вектора, \ (\ vec {L_P} \) и \ (\ vec {L_N} \), так что \ (\ vec {L} = \ vec { L_N} + \ vec {L_P} \), где \ (\ vec {L_N} \) параллельно \ (\ vec {N} \), а \ (\ vec {L_P} \) перпендикулярно \ (\ vec {N} \) (рисунок 3-14).

Рисунок 3-14: Разложение \ (\ vec {\ mathsf {L}} \) на его компоненты \ (\ vec {\ mathsf {L_P}} \) и \ (\ vec {\ mathsf {L_N}} \)

\ (\ vec {L_N} \) — проекция \ (\ vec {L} \) на \ (\ vec {N} \); в силу свойств скалярного произведения и того факта, что \ (| \ vec {N} | = 1 \), длина этой проекции равна \ (\ langle \ vec {N}, \ vec {L} \ rangle \) .Мы определили \ (\ vec {L_N} \) как параллельную \ (\ vec {N} \), поэтому \ (\ vec {L_N} = \ vec {N} \ langle \ vec {N}, \ vec { L} \ rangle \).

Поскольку \ (\ vec {L} = \ vec {L_P} + \ vec {L_N} \), мы можем сразу получить \ (\ vec {L_P} = \ vec {L} — \ vec {L_N} = \ vec {L} — \ vec {N} \ langle \ vec {N}, \ vec {L} \ rangle \).

Теперь посмотрим на \ (\ vec {R} \). Поскольку он симметричен \ (\ vec {L} \) относительно \ (\ vec {N} \), его компонент, параллельный \ (\ vec {N} \), совпадает с \ (\ vec {L} \), а его перпендикулярная составляющая противоположна \ (\ vec {L} \); то есть \ (\ vec {R} = \ vec {L_N} — \ vec {L_P} \).Вы можете увидеть это на Рисунке 3-15.

Рисунок 3-15: Вычисление \ (\ vec {\ mathsf {L_R}} \)

Подставляя выражения, которые мы нашли выше, мы получаем

\ [\ vec {R} = \ vec {N} \ langle \ vec {N}, \ vec {L} \ rangle — \ vec {L} + \ vec {N} \ langle \ vec {N}, \ vec {L} \ rangle \]

и немного упрощаем

\ [\ vec {R} = 2 \ vec {N} \ langle \ vec {N}, \ vec {L} \ rangle — \ vec {L} \]

Термин зеркального отражения

Теперь мы готовы написать уравнение для зеркального отражения:

\ [\ vec {R} = 2 \ vec {N} \ langle \ vec {N}, \ vec {L} \ rangle — \ vec {L} \]

\ [I_S = I_L \ left ({{\ langle \ vec {R}, \ vec {V} \ rangle} \ over {| \ vec {R} || \ vec {V} |}} \ right) ^ s \]

Как и в случае с рассеянным освещением, возможно, что \ (cos (\ alpha) \) имеет отрицательное значение, и мы должны игнорировать его по той же причине, что и раньше.s} \ right] \]

где \ (I_P \) — полное освещение в точке \ (P \), \ (I_A \) — интенсивность окружающего света, \ (N \) — нормаль к поверхности в точке \ (P \), \ (V \) — вектор от \ (P \) к камере, \ (s \) — показатель зеркальности поверхности, \ (I_i \) — интенсивность света \ (i \), \ (L_i \) — вектор от P к свету \ (i \), а \ (R_i \) — вектор отражения в \ (P \) для света \ (i \).

Рендеринг с зеркальными отражениями

Давайте добавим зеркальные отражения в сцену, над которой мы работали до сих пор.Во-первых, некоторые изменения в самой сцене:

 сфера {
    центр = (0, -1, 3)
    радиус = 1
    color = (255, 0, 0) # Красный
    specular = 500 # Блестящий
}
сфера {
    центр = (2, 0, 4)
    радиус = 1
    color = (0, 0, 255) # Синий
    specular = 500 # Блестящий
}
сфера {
    центр = (-2, 0, 4)
    радиус = 1
    color = (0, 255, 0) # Зеленый
    specular = 10 # Немного блестящий
}
сфера {
    центр = (0, -5001, 0)
    радиус = 5000
    color = (255, 255, 0) # Желтый
    specular = 1000 # Очень блестящий
} 

Это та же сцена, что и раньше, с добавлением показателей отражения к определениям сферы.

На уровне кода нам нужно изменить ComputeLighting , чтобы при необходимости вычислить член зеркального отражения и добавить его к общему свету. Обратите внимание, что функции теперь нужны \ (\ vec {V} \) и \ (s \), как вы можете видеть в листинге 3-2.

 ComputeLighting (P, N, V, s) {
    я = 0,0
    для света в сцене.Lights {
        if light.type == ambient {
            i + = свет. интенсивность
        } еще {
            if light.type == point {
                L = свет. Положение - P
            } еще {
                L = светлый.направление
            }

            // Размытый
            n_dot_l = точка (N, L)
            if n_dot_l> 0 {
                i + = light.intensity * n_dot_l / (длина (N) * длина (L))
            }

            // Зеркальный
         ❶ if s! = -1 {
                R = 2 * N * точка (N, L) - L
                r_dot_v = точка (R, V)
             ❷ if r_dot_v> 0 {
                    i + = light.intensity * pow (r_dot_v / (длина (R) * длина (V)), s)
                }
            }
        }
    }
    вернуться я
} 

Листинг 3-2: ComputeLighting , который поддерживает как диффузные, так и зеркальные отражения.

Большая часть кода остается неизменной, но мы добавляем фрагмент для обработки зеркальных отражений.Мы следим за тем, чтобы это применимо только к блестящим объектам ❶, а также не добавляли отрицательной интенсивности света ❷, как мы это делали для диффузного отражения.

Наконец, нам нужно изменить TraceRay , чтобы передать новые параметры в Compute Lighting . \ (s \) прост: он исходит непосредственно из определения сцены. Но откуда берется \ (\ vec {V} \)?

\ (\ vec {V} \) — вектор, указывающий от объекта к камере. К счастью, у нас уже есть вектор, который указывает от камеры к объекту на TraceRay — это \ (\ vec {D} \), направление луча, который мы отслеживаем! Итак, \ (\ vec {V} \) — это просто \ (- \ vec {D} \).

В листинге 3-3 показан новый TraceRay с зеркальным отражением.

 TraceRay (O, D, t_min, t_max) {
    closest_t = inf
    closest_sphere = NULL
    для сферы в сцене. Сферы {
        t1, t2 = IntersectRaySphere (O, D, сфера)
        если t1 в [t_min, t_max] и t1 Листинг 3-3:  TraceRay  с зеркальным отражением
 Вычисление цвета ❶ немного сложнее, чем кажется. Помните, что цвета необходимо умножать по каналам, а результаты должны быть ограничены диапазоном канала (в нашем случае [0–255]). Хотя в примере сцены общая интенсивность света составляет 1,0, теперь, когда мы добавляем вклад зеркальных отражений, значения могут выходить за пределы этого диапазона.
 Вы можете увидеть награду за все это жонглирование векторами на Рисунке 3-16.
 Рисунок 3-16: Сцена, визуализированная с окружающим, диффузным и зеркальным отражением. Мы не только получаем ощущение глубины и объема, но и каждая поверхность имеет немного другой вид.
 Исходный код и живая демонстрация >>
 Обратите внимание, что на рисунке 3-16 красная сфера с показателем зеркального отражения 500 имеет более концентрированное яркое пятно, чем зеленая сфера с показателем зеркального отражения 10, как и ожидалось.У синей сферы также есть показатель зеркальности 500, но нет видимого яркого пятна. Это только следствие того, как изображение обрезается и как источники света размещаются в сцене; действительно, левая половина красной сферы также не имеет зеркального отражения.
 В этой главе мы взяли очень простой трассировщик лучей, разработанный в предыдущей главе, и дали ему возможность моделировать источники света и их взаимодействие с объектами сцены.
 Мы разделяем источники света на три типа: точечные, направленные и окружающие.Мы изучили, как каждый из них может представлять разные типы света, которые вы можете найти в реальной жизни, и как описать их в нашем определении сцены.
 Затем мы обратили наше внимание на поверхность объектов в сцене, разделив их на два типа: матовые и блестящие. Мы обсудили, как лучи света взаимодействуют с ними, и разработали две модели - диффузное и зеркальное отражение - чтобы вычислить, сколько света они отражают в сторону камеры.
 Конечный результат - гораздо более реалистичная визуализация сцены: вместо того, чтобы видеть только очертания объектов, мы теперь получаем реальное ощущение глубины и объема, а также ощущение материалов, из которых сделаны объекты.
 Однако нам не хватает фундаментального аспекта света: теней. Этому посвящена следующая глава.
 Введение в компьютерную графику, раздел 4.1 - Введение в освещение 
 Раздел 4.1 
 Введение в освещение 
 Освещение - один из самых важных факторов для
реалистичная 3D графика. Цель - имитировать источники света.
и то, как излучаемый ими свет взаимодействует с
объекты в сцене. Расчеты освещения отключены
по умолчанию в OpenGL.Это означает, что когда OpenGL применяет цвет к
вершина, она просто использует текущее значение цвета, установленное
одна из функций  glColor * . Чтобы получить OpenGL
для расчета освещения необходимо включить освещение
вызов  glEnable  ( GL_LIGHTING ). Если это все, что ты
сделайте, вы обнаружите, что все ваши объекты полностью черные.
Если вы хотите их увидеть, вам нужно включить свет.
 Свойства поверхности, определяющие ее взаимодействие
свет называют материалом поверхности.Поверхность может иметь несколько различных свойств материала.
Прежде чем мы изучим API OpenGL для
свет и материал, есть несколько общих представлений о
световые и материальные свойства, которые вам необходимо понять. Эти идеи
введено в этом разделе. Откладываем обсуждение того, как на самом деле делается освещение в
OpenGL 1.1 до следующего раздела.
 4.1.1 Свет и материалы 
 Когда свет падает на поверхность, часть его отражается. Точно
то, как он отражает, сложным образом зависит от природы
поверхность, то, что я называю материальными свойствами поверхности.В OpenGL (и во многих других системах компьютерной графики) сложность
аппроксимируется двумя общими типами отражения,
зеркальное отражение и диффузное отражение.
 При идеальном зеркальном ("зеркальном") отражении падающий луч света отражается
с поверхности нетронутой. Отраженный луч находится под тем же углом, что и луч
поверхность как входящий луч. Зритель может видеть только отраженный луч.
если зритель находится в правильном положении, где-то на пути
отраженный луч.Даже если вся поверхность освещена светом
источника, зритель увидит только отражение источника света на
те точки на поверхности, где геометрия правильная. Такие размышления
называются зеркальными бликами. На практике,
мы думаем о луче света как о отраженном, а не как о единственном совершенном
луч, но как конус света, который может быть более или менее узким.
 Зеркальное отражение от очень блестящей поверхности дает очень узкие конусы
отраженный свет; зеркальные блики на таком материале маленькие и резкие.Более тусклая поверхность будет давать более широкие конусы отраженного света и больше,
более размытые зеркальные блики. В OpenGL свойство материала, которое
определяет размер и резкость зеркальных бликов называется
блеск. Яркость в OpenGL - это число в диапазоне
От 0 до 128. По мере увеличения числа зеркальные блики становятся меньше.
На этом изображении показаны восемь сфер, которые различаются только значением
свойство материала блеска:
 Для сферы слева блеск равен 0, что приводит к некрасивому зеркальному "блеску".
это почти покрывает все полушарие.Слева направо блеск увеличивается на
16 от одной сферы к другой.
 При чистом диффузном отражении падающий луч света рассеивается в
все направления одинаково. Зритель увидел бы отраженный свет от
все точки на поверхности. Если падающий свет попадает в параллельные лучи
которые равномерно освещают поверхность, тогда поверхность будет казаться зрителю
быть равномерно освещенным. (Если разные лучи падают на поверхность под разными углами, так как они
будет, если они исходят от ближайшей лампы или если поверхность изогнута, то количество
освещенности в точке зависит от угла, под которым луч падает на поверхность
в таком случае.)
 Когда свет падает на поверхность, часть света может
поглощается, некоторые могут отражаться диффузно, а некоторые могут отражаться
зеркально. Степень отражения может быть разной для разных длин волн.
Степень, в которой материал отражает свет различных
длины волн - вот что составляет цвет материала. Теперь мы видим
что материал может иметь два разных цвета - диффузный цвет, который говорит
как материал рассеивает свет, и зеркальный цвет, который говорит о том, как он отражает
светятся зеркально.Диффузный цвет - основной цвет
объект. Цвет зеркального отражения определяет цвет бликов.
Диффузный и зеркальный цвета могут быть одинаковыми; например, это часто правда
для металлических поверхностей. Или они могут быть разными; например, пластиковая поверхность
часто будет иметь белые зеркальные блики, независимо от диффузного цвета.
 вот демо, которое
позволяет экспериментировать со свойствами материала, которые мы уже обсуждали. Прочтите
текст справки в демонстрации для получения дополнительной информации.
 Для демонстрации требуется JavaScript. 

 Поскольку JavaScript недоступен, 
 демонстрация не работает.
 OpenGL идет еще дальше. На самом деле есть еще два цвета
связанный с материалом. Третий цвет - это
окружающий цвет материала, который говорит о том, как поверхность
отражает окружающий свет. Окружающий свет относится
к общему уровню освещения, которое не исходит напрямую от
источник света. Он состоит из отраженного света и
переотражался так много раз, что больше не исходит ни из
конкретное направление.Окружающий свет - вот почему тени не совсем
чернить. Фактически, окружающий свет - это лишь грубое приближение для
реальность многократно отраженного света, но это лучше, чем игнорировать
множественные отражения целиком. Окружающий цвет материала
определяет, как он будет отражать различные длины волн окружающего света.
Окружающий цвет обычно устанавливается таким же, как диффузный цвет.
 Четвертый цвет, связанный с материалом, - это цвет излучения,
который на самом деле не является цветом в том же смысле, что и первые три свойства цвета.То есть это не имеет ничего общего с тем, как поверхность отражает свет.
Цвет излучения - это цвет, которого нет
из любого внешнего источника и, следовательно, кажется, излучается
сам материал. Это не значит, что объект излучает
свет, который будет освещать другие объекты, но это означает, что
объект можно увидеть, даже если нет источника света (не
даже рассеянный свет). При наличии света объект будет
быть ярче, чем может дать свет, который освещает
это, и в этом смысле кажется, что оно светится.Цвет излучения
обычно черный; то есть объект вообще не имеет излучения.
 Каждое из четырех свойств цвета материала указывается в трех числах.
давая компоненты цвета RGB (красный, зеленый и синий).
Настоящий свет может содержать бесконечное количество волн различной длины.
Цвет RGB состоит всего из трех компонентов, но природа
цветового зрения человека делает это довольно хорошим приближением для большинства целей.
(См. Подраздел 2.1.4.) Цвета материала также могут иметь
альфа-компоненты, но только альфа
компонент, который когда-либо использовался в OpenGL, - это компонент диффузного цвета материала.
 В случае красного, синего и зеленого компонентов
окружающий, диффузный или зеркальный цвет, термин "цвет" на самом деле
означает отражательную способность. То есть красный компонент цвета дает
доля красного света, падающего на поверхность, который отражается этим
поверхность, и то же самое для зеленого и синего. Есть три разных
типы светоотражающего цвета, потому что есть три разных типа
света в OpenGL, а материал может иметь различную
отражательная способность для каждого типа света.
 4.1.2 Свойства света 
 Не говоря уже о рассеянном свете, свет в окружающей среде исходит от света
источник, такой как лампа или солнце. Фактически, лампа и солнце являются примерами
два существенно разных типа источников света: точечный свет
и направленный свет. Точечный источник света расположен в
точка в трехмерном пространстве, и она излучает свет во всех направлениях от этой точки.
Для направленного света весь свет исходит с одного направления, так что
лучи света параллельны.Солнце считается направленным
источник света, так как он находится так далеко, что световые лучи от солнца
по существу параллельны, когда они попадают на Землю.
 Свет может иметь цвет. Фактически, в OpenGL каждый источник света имеет три цвета:
окружающий цвет, диффузный цвет и зеркальный цвет.
Так же, как цвет материала более уместен
как отражательную способность, цвет света более правильно называть
интенсивность
или энергия. Точнее, цвет относится к тому, как энергия света
распределены по разным длинам волн.Настоящий свет может
содержат бесконечное количество волн различной длины; когда длины волн
разделенные, вы получите спектр или радугу, содержащую континуум цветов.
Свет, который обычно моделируется на компьютере, содержит только три основных цвета:
красный, зеленый и синий. Итак, как и цвет материала, цвет света определяется как
давая три числа, представляющих интенсивность красного, зеленого и синего цветов
свет.
 Рассеянная интенсивность света - это аспект света, который взаимодействует с
диффузный цвет материала, а сила отражения света - это то, что взаимодействует
с зеркальным цветом материала.Это обычное явление для интенсивностей рассеянного и зеркального света.
быть таким же.
 Сила окружающего света работает немного иначе. Напомним, что
окружающий свет - это свет, который нельзя напрямую связать с каким-либо источником света.
Тем не менее, он должен откуда-то исходить, и мы можем представить, что включение
свет должен увеличивать общий уровень окружающего освещения в окружающей среде.
Окружающая интенсивность света в OpenGL добавляется к общему уровню
окружающий свет. (Также может быть глобальное окружающее освещение, не связанное с
с любым из источников света в сцене.) Окружающий свет взаимодействует с окружающим цветом
материал, и это взаимодействие не зависит от положения
источники света или зритель. Таким образом, свет не должен светить на объект, чтобы объект
окружающий цвет, на который влияет источник света; источник света только что
быть включенным.
 Я должен еще раз подчеркнуть, что все это лишь приближение, и в этом
Дело не в том, что имеет основу в физике реального мира. Настоящие источники света
не имеют отдельных окружающих, диффузных и зеркальных цветов, а некоторые компьютерные
графические системы моделируют источники света, используя только один цвет.
 4.1.3 Векторы нормали 
 Визуальный эффект света, падающего на поверхность, зависит от свойств поверхности.
и света. Но это также во многом зависит от угла, под которым свет
ударяет по поверхности. Угол важен для зеркального отражения, а также влияет на диффузное отражение.
Вот почему изогнутая, освещенная поверхность в разных точках выглядит по-разному,
даже если его поверхность однородного цвета. Чтобы вычислить этот угол, OpenGL необходимо знать направление в
к которому обращена поверхность.Это направление задается вектором
что перпендикулярно поверхности.
Другое слово "перпендикуляр" - "нормальный" и ненулевой вектор, перпендикулярный поверхности.
в данной точке называется вектором нормали к этой поверхности. При использовании в освещении
При расчетах нормальный вектор должен иметь длину, равную единице. Нормальный вектор длины один
называется единицей нормальной. Для правильного расчета освещения в OpenGL,
для каждой вершины должна быть указана единичная нормаль. Однако, учитывая любой нормальный вектор,
из него можно вычислить единичную нормаль, разделив вектор на его длину.(См. Раздел 3.5 для обсуждения векторов и их длины.)
 Поскольку поверхность может быть изогнутой, она может быть обращена в разные стороны в разных точках.
Итак, нормальный вектор связан с определенной точкой на поверхности. В OpenGL,
векторы нормалей фактически назначаются только вершинам
примитивный. В
векторы нормалей в вершинах примитива используются для вычислений освещения
для всего примитива.
 Обратите внимание, в частности, что вы можете назначить разные векторы нормалей в каждой вершине
многоугольник.Теперь вы можете спросить себя: «Не все ли векторы нормали к многоугольнику в
в том же направлении? "В конце концов, многоугольник плоский; перпендикулярное направление к многоугольнику
не меняется от точки к точке. Это правда, и если ваша цель - отобразить
многогранный объект, стороны которого представляют собой плоские многоугольники,
то фактически все нормали каждого из
эти многоугольники должны указывать в одном направлении. С другой стороны, часто используются многогранники.
для аппроксимации изогнутых поверхностей, например сфер.Если ваша настоящая цель
состоит в том, чтобы сделать что-то похожее на изогнутую поверхность, тогда вы хотите использовать векторы нормалей
которые перпендикулярны реальной поверхности, а не многограннику, который ее приближает.
Взгляните на этот пример:
 Два объекта на этом рисунке состоят из полос прямоугольников. Два объекта имеют
точно такая же геометрия, но выглядят они совершенно по-разному. Это потому, что разные
В каждом случае используются нормальные векторы. Для верхнего объекта предполагается полоса прямоугольников.
чтобы аппроксимировать гладкую поверхность.Вершины прямоугольников
точки на этой поверхности, и мне совсем не хотелось видеть прямоугольники - я хотел
чтобы увидеть изогнутую поверхность или, по крайней мере, в хорошем приближении. Итак, для верхнего объекта
когда я указал вектор нормали для каждой вершины, я использовал
вектор, перпендикулярный поверхности, а не перпендикулярный прямоугольнику.
Для объекта внизу, с другой стороны,
Я думал об объекте, который на самом деле  представляет собой полосу прямоугольников , и использовал векторы нормалей.
которые на самом деле были перпендикулярны прямоугольникам.Вот двухмерная иллюстрация, показывающая
нормальные векторы, которые использовались для двух изображений:
 Толстые синие линии представляют собой прямоугольники, если смотреть сверху с ребра.
Стрелки представляют собой векторы нормали. Каждый прямоугольник имеет две нормали, по одной на каждой конечной точке.
 В нижней половине иллюстрации два прямоугольника, которые встречаются в одной точке, имеют разные
нормальные векторы в этой точке. Нормальные векторы для прямоугольника на самом деле перпендикулярны прямоугольнику.При переходе от одного прямоугольника к другому направление резко меняется, так что если один прямоугольник
соответствует следующему, нормальные векторы к двум прямоугольникам различны. Визуальный эффект на
визуализированное изображение - это резкое изменение оттенков, которое воспринимается как угол или край между
два прямоугольника.
 С другой стороны, в верхней половине векторы перпендикулярны изогнутой поверхности, которая
проходит через концы прямоугольников. Когда два прямоугольника имеют общую вершину,
они также имеют одну и ту же нормаль в этой вершине.Визуально это исключает резкое
изменение оттенков, в результате чего получается нечто, больше похожее на плавно изогнутую поверхность.
 Два способа назначения нормального
векторы называются «плоской штриховкой» и «плавной штриховкой». Плоская штриховка придает поверхности вид
как будто он сделан из плоских граней или граней. Плавное затенение делает его более похожим на гладкий
поверхность. Эта демонстрация поможет вам понять эти концепции.
Он показывает полигональную сетку, используемую для аппроксимации сферы, с вашим выбором
ровная или ровная штриховка.Используйте ползунки для управления количеством полигонов в сетке.
 Для демонстрации требуется JavaScript. 

 Поскольку JavaScript недоступен, 
 демонстрация не работает.
 Результатом всего этого является то, что вы можете составить любые векторы нормалей, соответствующие вашим целям.
Нормальный вектор в вершине - это то, что вы говорите,
и он не обязательно должен быть буквально перпендикулярен многоугольнику. Выбранный вами вектор нормали
должен зависеть от объекта, который вы пытаетесь моделировать.
 Есть еще одна проблема при выборе векторов нормалей: всегда есть два возможных единичных вектора нормали.
в точке на поверхности, направленной в противоположные стороны. Многоугольник в 3D имеет две грани, обращенные в противоположные стороны.
OpenGL считает один из них лицевой стороной
а другой - задняя сторона. OpenGL различает их
порядок, в котором указаны вершины. (См. Подраздел 3.4.1.)
Правило по умолчанию - порядок вершин
против часовой стрелки, если смотреть на лицевую сторону, и по часовой стрелке, если смотреть на тыльную сторону.Когда многоугольник нарисован на экране, это правило позволяет OpenGL определять, является ли он лицевой стороной.
лицо или заднее лицо, которое отображается. При указании вектора нормали для многоугольника
вектор должен указывать на переднюю грань многоугольника. Это еще один пример
Правило правой руки. Если согнуть пальцы правой руки в том направлении, в котором
были указаны вершины многоугольника, тогда вектор нормали должен указывать в направлении
ваш большой палец. Обратите внимание, что когда вы смотрите на переднюю
грань многоугольника, нормальный вектор должен быть направлен на вас.Если вы смотрите на спину
лицо, нормальный вектор должен быть направлен от вас.
 Придумать правильные векторы нормали для объекта может быть сложной задачей.
Сложные геометрические модели часто содержат необходимые векторы нормали. Это верно,
например, для твердых фигур, нарисованных библиотекой GLUT.
 4.1.4 Уравнение освещения OpenGL 
 Что на самом деле означает утверждение, что OpenGL выполняет "освещение
расчеты »? Цель расчета - получить цвет,
( r, g, b, a ) для точки на поверхности.В OpenGL 1.1 расчеты освещения
фактически выполняются только в вершинах примитива. После цвета каждого
вершина вычислена, получены цвета внутренних точек примитива
путем интерполяции цветов вершин.
 Альфа-компонент цвета вершины,  a , прост: это просто альфа-компонент
диффузный цвет материала в этой вершине. Расчет  r ,  g  и  b  - довольно сложный и математический процесс, и вам не обязательно
нужно это понимать.Но вот краткое описание того, как это делается ...
 Игнорируя альфа-компоненты, предположим, что окружающий, диффузный,
зеркальные и эмиссионные цвета материала имеют компоненты RGB
( ma  r , ma  g , ma  b  ), ( md  r , md  g , md  b  ),
( мс  r , мс  g , мс  b  ) и ( me  r , me  g , me  b  ),
соответственно.Предположим, что глобальная окружающая интенсивность, которая представляет собой окружающий свет,
не связан с каким-либо источником света в окружающей среде, является ( ga  r , ga  g , ga  b  ).
Источников света может быть несколько точечных и направленных,
которые мы называем светом номер 0, светом номер 1, светом номер 2 и так далее.
При такой настройке красный компонент цвета вершины будет:
 r = me  r  + ga  r  * ma  r  + I  0, r  + I  1, r  + I  2, r  +... 
, где  I  0, r   - вклад в цвет, который исходит от света номер 0;  I  1, r   - вклад от света №1; и так далее.
Аналогичное уравнение справедливо для зеленого и синего компонентов цвета.
Это уравнение говорит, что цвет излучения,  me  r  , просто добавляется к любым другим вкладам.
к цвету. И вклад глобального окружающего света получается путем умножения
глобальная интенсивность окружающей среды,  ga  r  , по цвету окружающей среды,  ma  r  .Это математический
способ сказать, что окружающий цвет материала - это часть окружающего света
отражается от поверхности.
 Члены I  0, r , I  1, r  и т. Д. Представляют собой вклад в окончательный цвет от
различные источники света в окружающей среде.
Вклады от источников света сложны. Рассмотрим только один из
источники света.
Обратите внимание, прежде всего, что если источник света отключен (то есть, если он выключен), то вклад
от этого источника света равен нулю.Для включенного источника света мы должны смотреть на
геометрия, а также цвета:
 На этом рисунке  N  - вектор нормали в точке, цвет которой
мы хотим вычислить.  L  - вектор, указывающий назад по направлению, откуда свет
выходит на поверхность.  V  - вектор, указывающий в направлении зрителя. А также  R  - направление отраженного луча, то есть направление, в котором свет
Луч от источника будет зеркально отражаться, когда он попадет на поверхность в точке
вопрос.Угол между  N  и  L  такой же, как угол
между  N  и  R ; это основной факт о физике света.
Все векторы являются единичными векторами длины 1.
Напомним, что для единичных векторов  A,  и  B  внутреннее произведение  A  ·  B  равен косинусу угла между
два вектора. Внутренние продукты встречаются в нескольких точках уравнения освещения,
как способ учета углов между различными векторами.
 Теперь предположим, что у света есть компоненты окружающего, рассеянного и отражающего цветов.
(la  r , la  g , la  b ), (ld  r , ld  g , ld  b ),
и (ls  r , ls  g , ls  b ). Кроме того, пусть  mh  будет значением
свойство блеска материала.
Затем, если предположить, что свет включен, вклад этого
источник света для красного компонента цвета вершины может быть вычислен как
 I  r  = la  r  * ma  r  + f * (ld  r  * md  r  * (L · N) + ls  r  * ms  r  * max (0, V · R)  мч ) 
 с аналогичными уравнениями для зеленого и синего компонентов.Первый срок,  la  r  * ma  r   учитывает вклад окружающего света
от этого источника света до цвета поверхности. Этот термин добавлен к цвету
обращена ли поверхность к свету.
 Значение  f  равно 0, если поверхность обращена от
свет и равен 1, если поверхность обращена к свету; это,
это объясняет тот факт, что свет освещает только одну сторону поверхности.
Чтобы проверить, является ли  f  0 или 1, мы можем проверить, соответствует ли  L  ·  N  меньше 0.Это точечное произведение представляет собой косинус угла между  L  и  N ;
он меньше 0, когда угол больше 90 градусов, что означает, что
вектор нормали находится на противоположной стороне от источника света.
Когда  f  равно нулю, нет диффузного или зеркального вклада от
светлый до цвета вершины.
 Рассеянная составляющая цвета до корректировки на  f ,
дается формулой  ld  r  * md  r  * (L · N) .Это представляет собой
интенсивность диффузного света, умноженная на коэффициент диффузного отражения материала, умноженный
на косинус угла между  L  и  N . Угол задействован, потому что для
под большим углом такое же количество энергии света распространяется на большую площадь:
 При увеличении угла от 0 до 90 градусов косинус угла уменьшается от 1 до 0,
поэтому чем больше угол, тем меньше значение  ld  r  * md  r  * (L · N)  и
тем меньше вклад диффузного освещения в цвет.
 Что касается зеркального компонента, вспомним, что луч света зеркально отражается в виде конуса.
света. Вектор отражения  R  находится в центре конуса. Чем ближе
зритель находится к центру конуса, тем сильнее зеркальное отражение. Расстояние
зрителя от центра конуса зависит от угла между  V  и  R ,
которое появляется в уравнении как скалярное произведение  V · R . Математически,
зеркальный вклад в цвет определяется выражением  ls  r  * ms  r  * max (0, V · R)  mh  .Принятие максимума 0 и  В · R  гарантирует, что зеркальный вклад будет
ноль, если угол между  V  и  R  больше 90 градусов. При условии, что
это не так,  max (0, V · R)  равно  V · R .
Обратите внимание, что это скалярное произведение возводится в степень  mh , что составляет
свойство блеска материала.
Когда  mh  равно 0,  (V · R)  mh   равно 1, и нет никакой зависимости от угла;
в этом случае результатом будет своего рода огромная и нежелательная зеркальная подсветка.
что мы видели для блеска, равного нулю.Для положительных значений блеска,
зеркальный вклад максимален, когда угол между  и  и  R  равен нулю, и он уменьшается по мере
угол увеличивается. Чем больше значение блеска, тем быстрее уменьшается. В
в результате большие значения яркости дают более мелкие и резкие зеркальные блики.
 Помните, что один и тот же расчет повторяется для каждого включенного света.
и что результаты объединены, чтобы дать окончательный цвет вершины. Это
легко, особенно при использовании нескольких источников света, получить более крупные цветовые компоненты
чем один.В конце концов, прежде чем цвет будет использован для раскрашивания пикселя на экране,
компоненты цвета должны быть ограничены диапазоном от нуля до единицы. Значения больше чем
один заменяется одним. Это позволяет легко создавать уродливые
изображения, на которых большие области имеют однородный белый цвет, потому что все значения цвета
в тех областях превышал один. Вся информация, которую предполагалось передать
при освещении было потеряно. Эффект похож на переэкспонированную фотографию.
Может потребоваться определенная работа, чтобы найти подходящий уровень освещения, чтобы избежать такого рода помех.
чрезмерное воздействие.
 (Мое обсуждение освещения в этом разделе не учитывает некоторые факторы.
Представленное уравнение не учитывает
тот факт, что эффект точечного света может зависеть от расстояния до источника света,
и не учитываются прожекторы, которые излучают только конус света. Оба из них
можно настроить в OpenGL, но я не буду обсуждать их в этой книге. Есть также много
аспекты света, которые не улавливаются простой моделью, используемой в OpenGL. Один из
Наиболее очевидным упущением являются тени: объекты не блокируют свет! Свет проникает сквозь них.Мы встретимся с некоторыми расширениями модели в следующих главах, когда будем обсуждать другие графики.
систем.)
 Свет прекрасен | Мысли графического программиста и фотографа в свободное время 
 Многое произошло в графическом сообществе за последние десять лет, особенно когда речь идет о физическом рендеринге (PBR). Он начал становиться популярным примерно в 2009 году, когда аппаратные средства сделали более мощные модели доступными, и действительно заняли свое место в период с 2010 по 2014 год. Механизмы реального времени начали заменять Фонга и Блинн-Фонга нормализованным Блинн-Фонгом, пока почти все не перешли на GGX. и его длинные отражения.Исследователи выяснили, как заставить его работать с освещением на основе изображения (IBL), поверхностным освещением, и кажется, что в настоящее время все смотрят на проблему вторичного отражения.
 Я не уверен, почему принятие в киноиндустрии произошло в одно и то же время (а не намного раньше), несмотря на то, что у него были другие ограничения, чем в реальном времени. Фильмы, снятые до 2010 года, в основном носили временный характер, пока волна не превратила почти всю отрасль в беспристрастное отслеживание пути.
 Я собрал первый список чтения PBR еще в 2011 году, но с тех пор сообщество коллективно добилось больших успехов.Я сам лучше разбираюсь в теме. Так что я думаю, что пришло время вернуться к нему с новым, обновленным (и, к сожалению, более длинным) списком чтения.
 Однако охватить весь конвейер PBR было бы слишком обширно, поэтому я собираюсь сосредоточиться вместо этого на физическом затенении и игнорировать такие темы, как физические блоки освещения, физическая камера или фотограмметрия, хотя некоторые ссылки охватывают эти темы.
  Примечание:  Если вы видите ошибки, неточности или упущенные важные элементы, сообщите мне.Я планирую соответствующим образом обновить эту статью в течение следующих нескольких недель.
 Физически основанное затенение в теории и на практике (ранее «Практическое физическое затенение в кинопроизводстве и производстве игр») 
 2010, (нет 2011?), 2012, 2013, 2014, 2015, 2016, 2017. 
 Это повторяющееся  SIGGRAPH  Конечно, подготовленный ведущими деятелями отрасли, это фантастический ресурс, который обязательно нужно посетить всем, кто интересуется этой темой. Нати Хоффман, а затем Стивен Хилл уже несколько лет размещают на своих веб-сайтах материалы курса.Некоторые презентации также доступны на Youtube.
 Физический рендеринг: от теории к реализации, третье издание, 2016 г., Мэтт Фарр, Венцель Якоб и Грег Хамфрис. 
 По состоянию на 2018 г. содержание этого справочника полностью доступно в Интернете.
 Примечания по реализации: Фильтрация карты среды выполнения для освещения на основе изображений, 2015, Падрайк Хеннесси. 
 Подробно описано, как реализовать фильтрацию карты среды, описанную в публикациях Карис и Лагард (см. Ниже), а затем как ее оптимизировать, уменьшив количество выборок благодаря выборке по важности и отклонив выборки, которые не вносят вклад.
 Освещение на основе изображений, 2015, Четан Джагги. 
 Сосредоточенная на зеркальных отражениях, статья представляет реализацию освещения на основе изображения (IBL) с использованием аппроксимации разделенной суммы из  Unreal Engine 4  (описано ниже), а также способы повышения качества для нескольких случаев.
 Физические алгоритмы рендеринга: всестороннее исследование в Unity3D, 2017 ?, Джордан Стивенс. 
 В этом руководстве объясняется, что означают различные части функции распределения двунаправленного отражения (BRDF), перечислены многие доступные блоки и показаны они по отдельности.Он ориентирован на Unity, но легко переносится на другие среды.
 Серия PBR LearnOpenGL (теория, освещение, диффузное излучение, зеркальное отражение), 2017, Джоуи де Фрис. 
 Отличное введение, объясняющее основы и проводящее читателя через реализацию шейдера, основанного на той же модели, что и  Unreal Engine 4  (подробно описано ниже). Кажется, существует путаница между альбедо и основным цветом, но в остальном он четкий и хорошо структурированный.
 База данных MERL BRDF, 2003, Wojciech Matusik et al.
 Измерение BRDF из 100 материалов. Это основная ссылка.
 База данных показателя преломления, 2008 г. по настоящее время, Михаил Полянский. 
 Набор материалов с их показателями преломления (в сложной форме) и коэффициентами отражения на длину волны, поляризованными или нет, со ссылкой на исходный материал.
 Изображения светового зонда, 1998, Поль Дебевек. 
 Захваченные Полом Дебевеком карты окружающей среды с высоким динамическим диапазоном (HDR) - известные изображения, полезные для тестирования IBL.
 В настоящее время доступно гораздо больше световых зондов, таких как Галерея изображений светового зонда высокого разрешения, выпущенная Университетом Южной Калифорнии или архив sIBL, включая даже такие, которые являются общественным достоянием, такие как 360 HDR-фотографии, сделанные Грегом Заалом.Мы должны помнить о том, являются ли (поймите: я сам не проверял) достоверны ли записанные значения интенсивности света.
 Все следующие публикации описывают работу, проделанную группами, которые должны были провести инвентаризацию существующих вариантов и выбрать модель для своих конкретных потребностей.
 Physically-Based Shading в Disney (слайды), 2012, Брент Берли и др. 
 То, что стало известно как  «Disney BRDF» , стало важной вехой в литературе по PBR, и отсылкой к ней стали многие другие работы.Он сравнивает различные существующие модели с базой данных MERL (см. Предыдущий раздел), отмечает их сильные и слабые стороны, подробно обсуждает наблюдаемое поведение, особенно диффузный отклик при углах скольжения, и приступает к определению своей собственной эмпирической модели затенения для имитации этого поведения. Disney BRDF разработан, чтобы быть прочным и выразительным, но в то же время простым и интуитивно понятным для художников. 
 В приложении дается краткий обзор истории BRDF. 
 В публикации предлагается инструмент  BRDF Explorer  для визуализации и сравнения аналитических моделей BRDF или измеренных.
 (В 2015 году в последующей публикации их модель была расширена до полной BSDF, чтобы поддерживать преломление и рассеяние, но это выходит за рамки этого и без того длинного списка.)
 Real Shading в Unreal Engine 4 (слайды), 2013, Брайан Карис. 
 Вдохновленный Disney BRDF, он представляет собой аналогичную модель затенения. Он предпочитает простой диффузный BRDF Ламберта как из-за стоимости, так и из-за интеграции со сферическими гармониками и использует другие приближения для реального времени. В примечаниях к курсу упоминается, что была проделана большая работа по сравнению различных доступных кирпичей, но они не перечислены.Карис перечисляет их в отдельной публикации, указанной ниже. 
 Для освещения на основе изображения вводится известная аппроксимация интеграла «разделенной суммой», позволяющая свернуть часть интеграла и предварительно вычислить остальную часть в 2D-справочной таблице (LUT). 
 При объяснении того, как рабочий процесс адаптировался к этой новой модели, в примечаниях к курсу подчеркивается важность наличия линейных параметров для интерполяции материалов. 
 Предупреждение: год назад Юсуке Токуйоши сказал мне, что при выводе данных произошла ошибка, но моего понимания этого недостаточно, чтобы ее обнаружить.Судя по всему, ошибка есть только в публикации, но была исправлена ​​в реальном коде.
 Specular BRDF Reference, 2013, Брайан Карис. 
 Перечисляет различные доступные блоки для BRDF Cook-Torrance, используя то же соглашение об именах.
 Moving Frostbite to Physically Based Rendering 3.0, 2014, Себастьен Лагард. 
 Самая большая публикация в этом списке, содержащая более 120 страниц примечаний к курсу. Я еще не дочитал его, но это выдающаяся работа, в которой подробно рассматриваются многие аспекты.
 Физический рендеринг в Filament, 2018, Romain Guy et al. 
 В этой документации представлена ​​модель затенения, используемая в  Filament , сделанные выборы, которые во многом схожи с Frostbite, а также доступные альтернативы. Качество этого документа превосходное, и кажется, что он становится эталоном для реализаций PBR.
 MaterialX Physically-Based Shading Nodes, 2019, Никлас Харриссон, Дуг Смайт и Джонатан Стоун. 
 Эта спецификация предназначена для формата передачи в индустрии визуальных эффектов.Он описывает широкий спектр материалов, не ограничиваясь BRDF, но также включая излучающие и объемные материалы, и позволяет выбирать между множеством таких функций. 
 Чтение этого документа может помочь укрепить или подтвердить понимание того, как все эти различные функции вносят вклад в экосистему рендеринга. Однако я бы рекомендовал его только тем читателям, которые уже достаточно хорошо разбираются в моделях PBR.
 Реализации Disney BRDF и BRDF Explorer 
 Disney BRDF настолько популярен, что можно найти множество реализаций.Вот несколько из них.
 Похоже, что в литературе диффузные BRDF освещены гораздо меньше, чем зеркальные. Я полагаю, это потому, что это сложнее решить, а низкочастотная природа диффузного компонента делает его качество менее заметным. Поэтому многие реализации в реальном времени считают модель Ламберта достаточной. Однако следующие публикации исследуют эту тему.
 Physically-Based Shading в Disney (слайды), 2012, Брент Берли и др. 
 Одним из достоинств модели  «Disney BRDF»  является диффузная модель.Он сравнивает несколько существующих диффузных моделей с данными измерений из базы данных MERL (см. Предыдущий раздел), но, не удовлетворенный их ответом, предлагает свою собственную, эмпирическую. Одна из особенностей этой модели - световозвращение при скользящих углах. 
 Я несколько раз читал, что эта модель не энергосберегающая. Тем не менее, Disney использует его для автономного рендеринга, который, как я полагаю, является трассировкой пути (?), Поэтому я не уверен, каково влияние этого решения.
 Переход от Frostbite к физическому рендерингу 3.0, 2014, Себастьен Лагард. 
 Описанный диффузный BRDF является нормализованной версией Disney BRDF для экономии энергии.
 Разработка моделей отражательной способности для новых консолей (слайды), 2014, Йошихару Готанда. 
 Готанда объясняет здесь несколько слабых мест модели Орен-Наяра для PBR (ее геометрический термин отличается от того, который используется для отражения, и он не экономит энергию), и предлагает модифицированную версию. Поскольку аналитического решения нет, он предлагает подходящее приближение.
 Он также напоминает свое собственное усовершенствование по сравнению с приближением Френеля Шлика, но приходит к выводу, что обе модели не подходят для сложных показателей преломления.
 PBR Diffuse Lighting для GGX + Smith Microsurfaces, 2017, Earl Hammon, Jr. 
 В этой презентации делается попытка объединить диффузную модель Орен-Наяра (изначально нормальное распределение Гаусса) с нормальным распределением GGX. Он изучает функцию геометрии Смита (G), предлагает BRDF для использования для тестирования с отслеживанием пути и завершается приближением для диффузного GGX.
 Кстати, несколько финальных слайдов дают некоторые идентификаторы, которые полезны для оптимизации шейдеров.
 Один из столпов PBR - соблюдение закона сохранения энергии. При проектировании BRDF не должно быть больше энергии, чем поступает. Это особенно важно для схождения трассировки пути. Следующие ссылки объясняют, как учесть это ограничение.
 Энергосбережение в играх, 2009, Рори Дрисколл. 
 Кратко объясняет проблему сохранения энергии и подробно описывает, как получить коэффициент нормализации для диффузного Ламберта.Это хороший пример того, как начать. 
 В комментариях обсуждается случай зеркальной доли Фонга и Блинна-Фонга.
 Вывод фактора нормализации Фонга, 2009, Фабиан Гизен. 
 Демонстрирует вывод для получения коэффициента нормализации для зеркального лепестка Фонга и Блинна-Фонга.
 Зоопарк нормализации Блинн-Фонга, 2011, Кристиан Шулер. 
 Перечисляет различные коэффициенты нормализации, существующие для вариантов Фонга и Блинн-Фонга. 
 Также предлагает грубое приближение для Кука-Торранса.
 Как на самом деле определяется NDF ?, 2013, Натан Рид. 
 Концептуально объясняет, что такое функция нормального распределения (NDF), и как она влияет на область, которую необходимо интегрировать для нормализации.
 Принятие физически обоснованной модели затенения, 2011 г., Себастьен Лагард и др. 
 Начинается с напоминания о нескольких факторах нормализации (Ламберт, Фонг и Блинн-Фонг). Включает краткий абзац о факторе, который следует использовать для объединения диффузного и зеркального.
 Как правильно сочетать диффузное и зеркальное отражение ?, 2016, CG Stack Exchange.
 Вопрос, который я искренне задал, о том, как объединить диффузное и зеркальное отражение, чтобы энергия, теряемая в зеркальном отражении, учитывалась в диффузном члене.
 Разработка моделей отражательной способности для новых консолей (слайды), 2014, Йошихару Готанда. 
 В третьем разделе объясняется, что член Френеля следует принимать во внимание для диффузной части, но также объясняется, почему это проблематично. Этот член Френеля должен учитывать все микрограни, а не только идеальные отражения, которые вносят вклад в зеркальную составляющую.
 Это ответ на мой вопрос об обмене стеком выше.
 PBR Diffuse Lighting для GGX + Smith Microsurfaces, 2017, Earl Hammon, Jr. 
 Среди других тем, которые она затрагивает, эта презентация показывает вывод для нормализации BRDF.
 Physically Based Shading в DreamWorks Animation, 2017, Фен Се и Джон Ланц. 
 В приложении к этим заметкам курса показан вывод для нормализации BRDF их структуры.
 Диффузный с оболочкой 
 Это обычная уловка в видеоиграх - представить определенные диффузные материалы, которые имеют много рассеяния, с помощью настраиваемого диффузного материала, который «обволакивает» и переносит свет в затененную часть.Когда PBR стал популярным, несколько человек решили, как сделать их упакованный диффузный PBR совместимым.
 Энергосберегающий диффузор в оболочке, 2011 г., Стив Маколи. 
 Как сказано в названии, это энергосберегающая диффузная упаковка.
 Расширение к энергосберегающей оболочке Diffuse, 2013 г., Стив Маколи. 
 Предлагает новую, более универсальную энергосберегающую модель для диффузора с оберткой.
 Лечебная пленка, часть 1 и часть 2, 2011 г., Стивен Хилл. 
 Родной брат статьи Стива Маколи, показывает, как использовать обернутый диффузный со сферическими гармониками и как оптимизировать реализацию от простой реализации с 16 инструкциями до реализации с двумя инструкциями.
 Многократное рассеяние 
 Недавно решенная проблема - потеря энергии из-за игнорирования многократного рассеяния. Во многих моделях BRDF лучи, закрытые геометрией, просто отбрасываются. Это имеет тенденцию вызывать заметное потемнение по мере увеличения шероховатости, что видно на многих диаграммах, показывающих внешний вид материала для различных шероховатостей. Однако тенденция меняется, и именно поэтому мы видим все больше и больше упоминаний о «испытании печи», которое является способом выявить потери энергии.
 BSDF с микрогранями многократного рассеяния с моделью Смита, 2016, Эрик Хейтц и др.
 Я не читал эту статью, за исключением аннотации, но полученный отклик указывает на то, что это важная публикация. Недавно об этом даже сказал Морган Макгуайр:
  «Это такая прекрасно законченная работа, короткая, аккуратная и ясная книга о микрогранях в той форме, которая обычно получается только после полной докторской степени. Тезис." .
 Если я правильно понимаю, они расширили модель Смита, чтобы учесть множественное рассеяние, и сравнили свои результаты с симуляцией путем трассировки лучей поверхности на уровне микрограней.
 Кароли Жолнаи-Фехер из  Two Minute Papers  сделал видео-реферат своей статьи.
 Многогранное исследование, часть 1, часть 2, часть 3, часть 4 2018-2019, Стивен Хилл. 
 В этой серии статей исследуется возможность использования при визуализации в реальном времени модели, используемой Sony Pictures Imageworks для автономной визуализации. Первая часть объясняет и иллюстрирует, в чем проблема. Вторая часть представляет решение от Heitz и использует его в качестве справочного материала, прежде чем представить решение Sony Pictures Imageworks и сравнить их.Затем предлагается улучшение последнего. Третья часть дает краткое и ясное напоминание об идее, лежащей в основе техники разделенного интеграла от UE4 и других, и использует ее, чтобы предложить дальнейшее улучшение путем предварительного вычисления 2D LUT (вместо 3D). Четвертая часть подробно описывает этап предварительного вычисления и показывает результаты в демонстрации WebGL. 
 Эта серия еще не завершена, так что я предполагаю, что скоро будет одна или несколько статей.
 Advances in Rendering, Graphics Research and Video Game Production (PDF-версия, видео), 2019, Стив Маколи.
 В этой презентации показаны шаги, которые были задействованы для реализации BRDF множественного рассеяния и площадных источников света для диффузного и зеркального отражения в FarCry, который использует сложный механизм рендеринга, который должен поддерживать множество комбинаций случаев. Это напоминание о том, что такая задача может стать более сложной, чем ожидалось. Это также относится к академическим статьям, в которых подчеркивается их основная идея и есть доступный код.
 Я еще не изучал эту тему, но я добавил в закладки несколько публикаций, посвященных этой теме.
 Освещение KillZone Shadowfall, 2013, Михал Дробот. 
 Часть презентации посвящена прожекторам. Он отмечает, что точечные источники света не подходят для художников и они склонны корректировать шероховатость, чтобы компенсировать это. Затем вкратце объясняется техника, заключающаяся в аналитическом интегрировании по площади света. К сожалению, полный вывод не показан.
 Real Shading в Unreal Engine 4 (слайды), 2013, Брайан Карис. 
 Деталь, закрывающая зону освещения.Как и Дробот, Карис отмечает тенденцию художников использовать шероховатость, чтобы компенсировать небольшие блики отражения точечных источников света. В примечаниях к курсу перечислены их требования, некоторые решения, которые были рассмотрены (включая решения Drobot), и причины, по которым они были отклонены. Затем они представляют метод, основанный на «репрезентативной точке», и то, как он применяется к сферическим источникам света и ламповым огням.
 Затенение полигонального света в реальном времени с линейно преобразованными косинусами, 2016 г., Эрик Хейтц и др. 
 Текущее состояние техники.Этот метод приближает физически обоснованное освещение от многоугольных источников света путем преобразования косинусного распределения (которое проще интегрировать), чтобы оно соответствовало свойствам BRDF. Предоставляется демонстрация с кодом, а также демонстрация WebGL, показывающая результат.
 Большое спасибо Calvin Simpson, Dimitri Diakopoulos, Jeremy Cowles, Jonathan Stone, Julian Fong, Sébastien Lagarde, Stefan Werner, Yining Karl Li и сообществу компьютерной графики в целом за ваш вклад и предложения по материалам для чтения.
 Amazon.com: Графика без границ: микрофотографии полупрозрачных структур в поляризованном свете. Бумажная печать. Искусство стены (12 x 18 дюймов): плакаты и принты 
 В настоящее время недоступен.
 Мы не знаем, когда и появится ли этот товар в наличии.
 Марка
 Голые стены
 Размер
 Документ 12.0x18.0 "
 Цвет
 Многоцветный
 Материал
 Бумажная печать
 Размер дисплея элемента
 12 х 18 х 0,01 дюйма
 Форма
 Прямоугольный
 Размеры изделия ДхШхВ
 12 х 18 х 0,01 дюйма
 Вес предмета
 4,57 унции
 Количество штук
 1
 Убедитесь, что это подходит
введя номер вашей модели.
 12,0 дюйма x 18.0 дюймов. Художественная печать, включая белую рамку 0,5 дюйма
 Бумага профессионального качества
 Художественная печать галерейного качества
 Используйте ключевое слово "barewallsart", чтобы найти все наши продукты (например: музыка barewallsart).
 Авторское право 3Quarks / CSP
 Освещение в 3D-графике 
 Освещение в 3D-графике
 Освещение в 3D-графике 
 В большинстве сцен YG на самом верху будет узел light ().Если это не учитывать, сцена погрузится в почти полную темноту. Световой узел на самом деле
позволяет создавать множество различных световых эффектов, которые могут сильно повлиять на внешний вид сцены. Какими бы красивыми ни были модели в
сцена есть, без огней вы их вообще не увидите. Освещение во многом определяет настроение сцены - та же среда может казаться приземленной, таинственной,
успокаивающее или угрожающее, в зависимости от типа используемого вами света. Имитация эффектов света - невероятно сложная задача - программа для 3D-рендеринга
Использование таких методов, как отслеживание лучей или модели радиосвязи, может занять несколько часов для визуализации одного изображения.Для создания интерактивной графики в реальном времени мы используем число
сокращений и грубых приближений в способе моделирования источников света, что означает, что источники света в YG не будут вести себя точно так же, как они
в реальном мире или даже в программе рендеринга, такой как Maya.
 Терминология освещения 
 Некоторые термины, связанные с освещением в 3D-графике, взяты из освещения театра и кино; другие
 чисто математические. 
 Для начала мы разделим свет на три части: рассеянный, рассеянный и зеркальный.
 каждый из которых имеет свой способ освещения объектов.
 
  Окружающий свет  - это свет, который, кажется, исходит не от определенного
 источник, но как раз там. Загляните под стол - там довольно темно, но есть
 немного света там. В реальном мире это вызвано отражением паразитных фотонов.
 вокруг, а иногда и рикошетом под столом. Окружающий свет основной,
 минимальное количество света во всей сцене. Добавление слишком большого количества окружающего света делает
 сцена выглядит размытой. Поскольку свет не исходит ниоткуда, со всех сторон
 объекта освещаются одинаково, и на нем не будет тени.
  Рассеянный свет  - это ровный направленный свет, исходящий от поверхности.
 В большинстве случаев рассеянный свет - это основное освещение, которое мы видим. Рассеянный свет
 исходит из определенного направления или места и создает затенение. Поверхности облицовочные
 к источнику света будет ярче, а поверхности, обращенные от
 источник света будет темнее.
  Зеркальный свет  относится к бликам на отражающих объектах,
 как бриллианты, бильярдные шары и глаза.Зеркальные блики часто выглядят как
 яркие пятна на поверхности в точке прямого попадания источника света.
 Ambient, Diffuse и Specular называются тремя компонентами источника света.
 Каждому дается цвет, который при сложении дает окончательный цвет.
 света. Для большинства источников света определяется основной общий цвет света.
 диффузным цветом. Солнечный свет или лампочки будут белыми, а лунный свет
 будет более темно-синим, а свеча будет желтой. Вы можете использовать окружающий
 цвет для настройки общей цветовой гаммы источника света; или вы можете получить
 легкий оттенок теней, сделав диффузный компонент желтым, а окружающий
 легкий синий.Во многих источниках света окружающий цвет остается черным, что означает, что
 это не будет иметь никакого эффекта. Зеркальные компоненты часто остаются белыми, но вы
 можно сделать их разными цветами, чтобы получить интересные эффекты. Большую часть времени
 вы можете полностью игнорировать настройки зеркального и рассеянного света, но
 просто имейте в виду, что вы устанавливаете цвет, специально устанавливая  диффузный  цвет. Последний цвет, которым выглядит объект, - это комбинация
 света, падающего на него, и цвета поверхности.
 Типы огней 
 В трехмерной графике существует 4 основных типа имитируемых источников света. Программы рендеринга
 также есть множество других, более сложных типов света, но YG и большинство других
 3D-движки реального времени имеют только 4 основных.
  Окружающий : как указано выше, свет, идущий не с любого направления.
 Равномерно освещает все поверхности во всем мире независимо от
 где они и в какую сторону смотрят. В YG нет конкретного
 узел окружающего света - вы создаете окружающий свет, просто задав его цвет.
 света.
  Directional Light:  свет, имеющий определенное направление,
 но нет места. Кажется, что он исходит из бесконечно далекого источника, такого как
 солнце. Поверхности, обращенные к свету, освещаются больше, чем поверхности, обращенные в сторону,
 но их местонахождение не имеет значения. Направленный свет освещает все объекты
 в сцене, где бы они ни находились.
  Точечный свет:  свет, который находится в определенном месте и излучает
 одинаково во всех направлениях.Примерами точечных светильников могут быть свечи или
 голые лампочки. Поверхности, близкие к точечному свету, ярче, чем те, которые
 далеко. Точечные источники света имеют ослабление  , которое определяет, насколько быстро
 интенсивность света падает по мере удаления от него. Светильники с большим затуханием
 очень локализованы, в то время как огни с низким затуханием распространяются дальше.
  Прожектор:  свет с указанием местоположения и направления. В центре внимания
 излучает световой конус, определяемый углом прожектора, и освещает только
 объекты внутри этого конуса.У прожекторов также есть затухание, а также параметр
 который определяет, будет ли пятно света четко определенным или имеет гладкие края.
 Эти 4 типа источников света перечислены в порядке вычислительной сложности; то
 чем больше у вас лампочек, тем больше работы предстоит сделать компьютеру. Обычно это
 Хорошая идея по возможности использовать направленные источники света, так как они самые дешевые,
 и экономно используйте точечные светильники и прожекторы.
 Различия между огнями 3D-графики и настоящими огнями 
  Тени : смоделированные источники света обычно не отбрасывают тени.А также,
 они также проходят через твердые объекты, поэтому свет внутри закрытого ящика будет
 фактически освещает вещи за пределами коробки, как если бы коробка была прозрачной. В
 Затенение объектов рассчитывается только на основе угла наклона поверхности.
  Отраженный свет:  Простые ситуации освещения имеют одиночный свет,
 называется ключевым светом  , освещающим одну сторону объекта. Это создает
 сильная штриховка и определение объема объекта. Однако 3D-свет
 часто делает контраст слишком большим - темная сторона объекта полностью
 черный, так как на него не падает свет.На самом деле он бы еще немного загорелся,
 просто не так сильно, как ярко освещенная сторона, из-за того, что свет прыгает вокруг
 комнату и ударяя по темной стороне объекта. В реальном времени 3D, отраженный свет
 не рассчитывается, поэтому вам придется создать его самостоятельно. Либо добавить немного эмбиента
 раскрасьте или поставьте второй, менее яркий направленный свет, указывающий на противоположное
 направление, чтобы дать немного света теням.
  Отражения:  блестящих объекта будут иметь зеркальные блики,
 но на самом деле не будет отражать сцену вокруг них.создание реальных отражений
 занимает очень много времени и требует интенсивных вычислений при трассировке лучей. Ярлык
 для получения таких эффектов, как хром и водные поверхности, нужно использовать Environment
 Карты.
  Per-Vertex lighting:  как ярлык, интенсивность света на
 поверхность вычисляется только для каждой вершины, а цвет каждого многоугольника
 создается путем создания градиента между каждой из вершин. Это может сделать
 тонкие световые эффекты, особенно точечные, не смотрятся прямо на объектах
 с большими многоугольниками.Один особенно странный побочный эффект заключается в том, что когда точка
 свет приближается к поверхности, поверхность может казаться темной, если она
 в середине многоугольника и, следовательно, вдали от отдельных вершин!
 Dying Light Графика и руководство по производительности 
  Эндрю Бернс  на 2015-01-27
 Избранные истории,
 Гиды,
 NVIDIA GameWorks
 Dying Light - это новая игра с видом от первого лица, убивающая зомби, наполненная свободой передвижения от Techland, создателей франшиз  Call of Juarez  и  Dead Island .Если вы играли в  Dead Island , многое из  Dying Light  будет вам знакомо: есть совместная игра для 4 игроков, создание оружия, мародерство, прокачка, мутировавшие суперзомби и исследование открытого мира. Techland, конечно же, значительно усовершенствовала эти функции для  Dying Light  и расширила сферу действия игры с рядом ключевых изменений.
 Прежде всего, фриран добавляет вертикальность миру и дает вам возможность перемещаться по карте, как Себастьен Фукан, избавляясь от обычной рутинной работы в играх с открытым миром.Во-вторых, они ввели динамический цикл день-ночь, представив ужасающих мутировавших монстров, которые быстро разорвут вам конечности на куски после захода солнца. Безопасные зоны обеспечивают убежище от ночи, но некоторые миссии можно выполнить только после захода солнца, а награды в виде опыта удваиваются, что дает вам стимул бросить вызов тьме. Важным фактором становится скрытность, как и планирование маршрута, что дает вам возможность заманить мутировавших зомби в контролируемых игроком ловушках. Наконец, добавлены человеческие фракции, которые сражаются за воздушные десанты и территорию.Люди умнее, у них есть оружие, и они представляют огромную угрозу. Однако возьмите одну из их воздушных капель, и вы получите много опыта.
 
 За кулисами,  Dying Light  получает техническое обновление с введением Chrome Engine 6, последней версии движка собственной разработки Techland. Есть новые и улучшенные визуальные эффекты, а также поддержка более крупных миров, наполненных большим количеством деталей. В этой статье мы рассмотрим эти функции, расскажем об обновлениях  Dying Light  только для ПК, покажем сравнения, подчеркивающие их преимущества, и оценим их влияние на производительность.
 Содержание товара: 
 Системные требования 
  Dying Light  'Официальные системные требования опубликованы ниже, предлагая тип системы, который вам понадобится, чтобы испытать игру в жанре экшн про зомби.
  Минимальные технические характеристики 
  ОС:  Windows Vista 64-разрядная или более поздняя
  Процессор:  Intel Core i5-2500 @ 3.3 ГГц или AMD FX-8320 @ 3,5 ГГц
  Память:  ОЗУ 4 ГБ или больше
  Видеокарта:  GeForce GTX 560 или выше
  DirectX:  Версия 11 или выше
  Рекомендуемые характеристики 
  Процессор:  Intel Core i5-4670K с частотой 3,4 ГГц или AMD FX-8350 с частотой 4,0 ГГц
  Память:  ОЗУ 8 ГБ или больше
  Видеокарта:  GeForce GTX 780 или выше
 Chrome Engine 6 
  Dying Light  знаменует дебют шестого Chrome Engine от Techland.За последние 12 лет Chrome Engine работал в трех десятках игр, поэтому он отлично зарекомендовал себя в открытых мирах, таких как  Dead Island  и  Dying Light . Мало что известно о внутренней работе Chrome Engine 6, единственная доступная информация, утверждающая, что «разработчики могут создавать большие и более подробные открытые миры, а также внешние и внутренние среды». Говорят, что графика «более фотореалистична, чем когда-либо, с такими достижениями, как изменчивые погодные условия, физическая модель освещения, косвенное освещение на основе сферических гармоник и атмосферное рассеяние»."Доказательство кроется в пудинге, поэтому давайте подробно рассмотрим  Dying Light .
 Dying Light - Эксклюзивные улучшения графики для ПК 
 Как и любая мультиплатформенная игра,  Dying Light  лучше выглядит и работает на ПК. Качество текстур, расстояние обзора и все обычные подозреваемые улучшены, и, работая с Techland, мы еще больше повысили графическую точность игры, добавив NVIDIA HBAO + Ambient Occlusion, NVIDIA Depth of Field и технологию NVIDIA PCSS.Кроме того, разрешение рендеринга можно повысить с помощью NVIDIA Dynamic Super Resolution (DSR), игровой процесс можно будет наслаждаться без разрывов или дополнительной задержки ввода благодаря сверхплавным мониторам NVIDIA G-SYNC, а саму игру можно транслировать на ваше устройство SHIELD и телевизор. с GameStream.
 На ПК вы можете наслаждаться  Dying Light  со скоростью 144 кадра в секунду на игровом мониторе с частотой 144 Гц или G-SYNC, а если у вас есть производительность, вы можете поднять ее еще выше. Консоли, однако, ограничены 30 FPS.А если вы не уверены в лучших настройках для своего ПК, GeForce Experience может автоматически определить и применить оптимальные параметры графики для вашей системы, обеспечивая идеальную производительность одним щелчком мыши.
 NVIDIA HBAO + окружающая окклюзия 
 Ambient Occlusion (AO) добавляет контактные тени там, где встречаются две поверхности или объекты и где объект блокирует попадание света на другой ближайший игровой элемент. Используемая техника AO и качество реализации влияют на точность затенения и формирование новых теней при низком уровне окклюзии.Без Ambient Occlusion сцены выглядят плоскими и нереалистичными, а объекты кажутся парящими.
 В  Dying Light  игроки могут выбирать между Screen Space Ambient Occlusion (SSAO) и NVIDIA HBAO +. Для SSAO просто включите опцию «Ambient Occlusion» в игре. Для HBAO + включите «Ambient Occlusion»  и  «NVIDIA HBAO +». Как демонстрируют интерактивные сравнения ниже, HBAO + создает значительно превосходящие тени AO, свободные от нереалистичных ореолов, которые хорошо видны вокруг абажуров и вентилятора.
 Снаружи наблюдается более реалистичное затемнение по всей сцене. В частности, обратите внимание на нереалистичное равномерное затенение листвы и вокруг нее при использовании SSAO.
 Когда AO полностью отключен, разница при включении HBAO + еще более значительна, как демонстрирует интерактивное сравнение ниже.
 Наше последнее сравнение демонстрирует, насколько важна AO в современных играх - при отключении детали на стене исчезают, делая ее плоской, и показано, что кабель свисает свободно, а не заподлицо со стеной.
  Производительность:  В широком обзоре, заполненном геометрией и объектами, SSAO стоит чуть менее 5 кадров в секунду и предлагает значительное улучшение качества изображения. Между тем переход на NVIDIA HBAO + оказывает незначительное влияние на производительность и еще больше повышает точность воспроизведения.
 Благодаря превосходному качеству изображения и дополнительной стоимости менее 1 кадра в секунду, HBAO + является очевидным выбором для Ambient Occlusion в  Dying Light .
 NVIDIA Глубина резкости 
 NVIDIA Depth of Field (NVDOF) позволяет разработчикам применять высококачественный рендеринг глубины резкости в своих играх. В  Dying Light  этот эффект с поддержкой DirectX 11 повышает точность и качество изображения размытия глубины резкости и позволяет Techland определять интенсивность размытия для каждого конкретного случая.
 Depth of Field визуализируется почти исключительно во время кат-сцен и разговоров, без возможности переключения настроек на лету.Таким образом, главное меню предлагает наиболее точное сравнение 1: 1 между двумя доступными настройками.
  Производительность:  Широкое использование высококачественного размытия глубины резкости во время кат-сцен и разговоров приводит к значительному снижению производительности. Однако, поскольку они не интерактивны, а частота кадров выше, чем во время игрового процесса, влияние NVDOF на производительность обычно сводится на нет и поэтому остается незамеченным.
 NVIDIA Процент более близких мягких теней (PCSS) 
 В обновлении для  Dying Light  от 29 февраля 2016 года была добавлена ​​поддержка NVIDIA Percentage Closer Soft Shadows, которая в игре упоминается как «PCSS».Как следует из названия технологии, роль PCSS заключается в визуализации теней, которые постепенно смягчаются по мере увеличения расстояния от отбрасываемого объекта. В результате получается реалистичный рендеринг теней, который лучше отражает свойства теней в реальном мире, повышая качество изображения и эффект погружения.
 Для примеров ознакомьтесь с нашими интерактивными сравнениями ниже.
 Чтобы активировать PCSS, выберите «Очень высокий» или «Высокий» в настройке «Размер карты теней», включите NVIDIA PCSS, нажмите Enter, а затем перезапустите игру, когда будет предложено.
  Производительность:  Включение PCSS с тенями максимального качества требует значительной дополнительной производительности, особенно в огромной, залитой листвой зоне  The following . Чтобы быть конкретным, PCSS стоит 19 кадров в секунду с максимальным значением всех остальных настроек и 10 кадров в секунду, если размер карты теней установлен на высокий, а не на очень высокий. По нашему мнению, улучшение стоит своих затрат, хотя, естественно, другие предпочтут резкие, четкие тени - если это вы, просто отключите PCSS, в этом прелесть компьютерных игр!
 Благодаря многочисленным оптимизациям, улучшенной многопоточности ЦП и множеству других настроек,  Dying Light  теперь работает значительно быстрее, чем при запуске.Возьмите свою систему на тест-драйв в  The following , и у вас, вполне возможно, будет производительность, чтобы теперь включить дополнительные эффекты и PCSS, что сделает  Dying Light  еще лучше.
 Дополнительные настройки графики 
 Сглаживание 
  Городской пейзаж Dying Light  приводит к появлению бесчисленных неровных краев на зданиях, объектах и ​​транспортных средствах.Чтобы уменьшить их видимость, была разработана техника быстрого сглаживания постобработки. В сочетании с визуальными эффектами, быстрым игровым процессом и (необязательным) размытием движения постобработка сглаживания выполняет достойную работу, значительно уменьшая видимость. зазубрин  Dying Light .
 Увеличенное сравнение лучше подчеркивает высокую степень сглаживания, влияние сглаживания и удивительно отсутствие размытия текстуры, которое обычно связано с методами сглаживания постобработки.
  Производительность:  Учитывая технологию постобработки, сглаживание оказывает незначительное влияние на производительность. Таким образом, он должен быть включен одним из первых.
 Чтобы еще больше уменьшить влияние наложения спектров, увеличьте разрешение рендеринга, как описано в разделе «Динамическое суперразрешение».
 Качество листвы 
 «Качество листвы» - неправильное название, поскольку этот параметр просто регулирует плотность травы в обширном мире  Dying Light .Взгляните ниже, чтобы убедиться в этом сами.
 Иногда при любом уровне детализации ниже максимального полностью удаляется трава, что значительно снижает качество изображения.
  Производительность:   Dying Light Обширные поля качающейся травы  могут оказать заметное влияние на производительность, как показывают наши испытания.
 Если вы ищете дополнительную производительность, мы рекомендуем снизить 
 листва
 настройка травы на «Средний», но не ниже. На низком уровне земля во многих местах голая, и оставшаяся трава мало способствует улучшению качества изображения.
 Размер карты теней 
 Параметр «Размер карты теней» управляет качеством теней, несмотря на свое забавное название.Чем выше настройки, тем лучше тени с четко видимыми деталями и меньше артефактов, искажающих или искажающих тени.
  Обновление от 30 января 2015 г .:  Патч 1.2.1 переименовал уровни детализации в Очень высокий, Высокий, Средний и Низкий.
  Производительность: Заметно лучшая точность воспроизведения  High требует значительных затрат на производительность, но, учитывая улучшение четкости теней, мы считаем, что это стоит запрашиваемой цены.
 
 
   Обновление от 30 января 2015 г .:  Патч 1.2.1 переименовал уровни детализации в Очень высокий, Высокий, Средний и Низкий. 
 Если вы ищете дополнительную производительность, уменьшите качество теней до среднего, но мы бы не рекомендовали снижаться - при низком уровне качество теней заметно снижается во всех сценах, а при очень низком уровне вся четкость теней полностью теряется. .
 Качество текстуры 
 К сожалению,  Dying Light  не позволяет изменять качество текстуры в середине игры. Это, в сочетании с местами возрождения в стиле контрольно-пропускных пунктов и постоянно меняющимся временем суток, делает невозможным прямое сравнение в интересных местах. По результатам тестирования  выглядит как , что нет разницы в качестве между двумя настройками, и что High может просто хранить больше текстур в памяти на должным образом оборудованных графических процессорах.Например, бег по области на Medium привел к небольшому всплыванию текстур и использованию VRAM около 2 ГБ. Повторение теста на высоком уровне привело к отсутствию всплывающих окон и использования VRAM, которое превысило 3,3 ГБ, хотя во время более длительных игровых сессий наблюдалось использование почти 4 ГБ.
 С таким количеством переменных невозможно сделать какие-либо окончательные выводы, поэтому все, что мы можем предложить, - это попробовать High и посмотреть, как у вас дела. Если наблюдается сильное заикание, это говорит о том, что вы достигли пределов своего графического процессора и вам нужно использовать более низкие настройки.
 Расстояние обзора 
 Из всех настроек расстояние просмотра  оказывает наибольшее влияние на производительность , снижая частоту кадров более чем вдвое при разрешении 1920x1080.  Примечание. В исправлении  1.2.1, выпущенном 30 января 2015 г., параметр «Расстояние просмотра» был изменен. Кликните сюда, чтобы узнать больше.
 Во многих других играх настройка View Distance уменьшала бы общую видимость мира, добавляя туман, чтобы скрыть детали, чтобы улучшить частоту кадров.Однако в  Dying Light  мир постоянно виден, так как игроку нужно спланировать свой маршрут паркура от A до B. С удалением ключевой геометрии со стола внимание View Distance обращено на дополнительное, несущественное здание. детали, зомби, автомобили, объекты, деревья и скалы. Многие из этих функций также не могут отбрасывать тени при более низком качестве, что в некоторых сценах может значительно ухудшить качество изображения.
 В нижней половине своего ползунка, состоящего из двадцати шагов, параметр «Расстояние просмотра» добавляет детали на средних и длинных дистанциях, делая вышеупомянутые игровые элементы видимыми в первый раз или более заметными за счет добавления дополнительных деталей.Во второй половине добавленная детализация улучшена по качеству и представлена ​​детализация на экстремальных расстояниях. Приблизительно от 75% и выше многие факсимиле деревьев низкого качества заменяются на настоящие, что делает их вид вблизи видимым на большом расстоянии. Одно это стоит почти 10 кадров в секунду и, возможно, снижает общее качество изображения из-за их пиксельного внешнего вида (мелкие детали плохо отображаются на расстоянии при сравнительно низком разрешении, таком как 1920x1080).
 В полностью городской среде визуальное воздействие окружения менее резкое, сцена выглядит достаточно детализированной и затененной от отметки 45%.
 Добавление дополнительных деталей, конечно, увеличивает нагрузку на графический процессор, но при тестировании мы обнаружили, что самым большим ограничивающим фактором является центральный процессор. Использование Core 1 обычно будет привязано к 100% в  Dying Light , но по мере увеличения параметра View Distance использование GPU резко падает, как и частота кадров. Тестирование при других разрешениях еще раз подтверждает эти результаты, при этом производительность меняется всего на несколько кадров в секунду.
 Сброс тактовой частоты i7-2600K с 4,8 ГГц до 3,4 ГГц привел к значительному снижению производительности, окончательно доказав наличие узкого места процессора:
 Итак, какой уровень детализации лучше всего? На таких снимках экрана ответ, конечно, 100%, но во время игры вам будет трудно заметить большую часть дополнительных деталей, когда вы бегаете и прыгаете по окружающей среде, особенно если вы включаете Motion Blur.Для нас 45% было первым уровнем, который предлагал достаточно приличную детализацию в среднем диапазоне и тени без вопиющего количества всплывающих окон. Более высокие уровни детализации улучшают ситуацию еще больше, но выше 75% мы не отметили никаких улучшений. На скриншотах заметно улучшена детализация на очень большом расстоянии, но когда вы сосредоточены на том, чтобы отрубить голову зомби в игре, его единственное влияние - снижение вашей производительности.
 Какой бы параметр вы ни выбрали, рекомендуется разогнать процессор для значительного повышения производительности.Погуглите название вашего процессора и модель материнской платы, чтобы найти бесчисленное количество руководств, но обязательно прочтите все заявления об отказе от ответственности о возможном повреждении вашего компьютера и его долговечности. Также обратите внимание, что гарантия может быть аннулирована при разгоне, обновлении материалов теплового интерфейса или замене кулеров ЦП.
  Патч 1.2.1 Обновление 
 30 января 2015 года Techland выпустила патч 1.2.1, отметив неуказанные оптимизации, «решающие многие проблемы с производительностью».Изучая эти изменения, мы обнаружили значительное уменьшение максимального диапазона расстояний просмотра, уменьшение количества отображаемых деталей и, следовательно, повышение производительности.
 При более внимательном рассмотрении обнаруживается уменьшение максимального расстояния обзора более чем на две трети, что значительно снижает детализацию игровых элементов, находящихся на очень большом расстоянии. По сравнению с запущенной версией  Dying Light  (версия 1.2) максимальное расстояние обзора в патче 1.2.1 находится в диапазоне от 55% до 60%, что обеспечивает хороший уровень качества изображения и работает со скоростью более 45 кадров в секунду в режиме реального времени. самые требовательные локации игры в наших предыдущих тестах.
 Чтобы продемонстрировать изменения и посмотреть, есть ли какие-либо другие настройки качества изображения, которые могут «оптимизировать» производительность, мы собрали новый набор интерактивных сравнений. Первый сравнивает максимальное расстояние просмотра версии 1.2 с новым максимумом в патче 1.2.1, а два других позволяют сравнить настройки расстояния просмотра 5% и 55%, которые используют одинаковые значения файла конфигурации в обеих версиях  Dying. Свет .
 Наибольшие изменения между старыми и новыми максимальными настройками можно увидеть в задней и периферийной частях сцены.Уникальные здания упрощены для снижения нагрузки, несколько деревьев заменены факсимиле с низкой детализацией, удаленные тени удалены, затенение упрощено, а мелкие детали уменьшены или удалены. Однако, как отмечалось в нашем первоначальном анализе, подавляющее большинство этих деталей останется незамеченным во время игрового процесса, а иногда более качественные удаленные детали менее заметны и привлекательны при разрешении 1920x1080.
 На средней дистанции кабели, используемые игроком для перемещения между зданиями, скрыты, что может затруднить предварительное планирование пути от места на скриншоте.Кроме того, некоторые геометрические детали немного уменьшены, почти неразличимые тени удалены, качество листвы снижено, а качество объектов, таких как мешки для мусора в правом нижнем углу, также снижено.
 На уровне 5 и 55% мы видим явное улучшение резкости и четкости удаленных деталей в версии 1.2.1. В частности, обратите внимание на четкость и детализацию окон и текстур зданий в непосредственной близости от журнала квестов, в центре экрана на три улицы назад и слева среди множества зданий.В остальном же сцены идентичны. Будь то результат исправления ошибки или улучшения системы LOD, более резкие детали заметны на среднем расстоянии, особенно на больших поверхностях, таких как те, что вокруг журнала квестов.
 Вы можете просмотреть полный набор снимков экрана View Distance для каждой версии игры ниже, что позволит вам увидеть точность каждого уровня детализации в обеих версиях игры. Чтобы получить информацию о производительности и узнать, как применить старые настройки расстояния просмотра к патчу 1.2.1, продолжайте читать.
  Версия 1.2 Просмотр скриншотов расстояния 
 Патч  1.2.1 Просмотр скриншотов расстояния 
  Патч 1.2.1 Производительность 
 В предыдущем анализе мы наблюдали серьезное узкое место ЦП в  Dying Light , которое ограничивало производительность: загрузка ядра ЦП 1 всегда была заблокирована на 100%, что снижает использование графического процессора и вызывает ряд проблем с производительностью на старых и более медленных ЦП.К счастью, Techland быстро перебалансировала нагрузку на ядро, улучшив производительность процессора, использование графического процессора и частоту кадров.
 Результатом является улучшение на 8,1 кадра в секунду при расстоянии просмотра 5% и улучшение на 5,9 кадра в секунду при расстоянии просмотра 55%, две настройки расстояния просмотра, которые отображают одинаковое количество деталей до и после исправления. Другие уровни детализации имеют аналогичные значения VisRange в файлах конфигурации, и, как видно из приведенной ниже таблицы, производительность улучшена по всем направлениям.
 Обратите внимание, что за пределами нашей тестовой сцены с узкими местами мы наблюдаем значительное повышение производительности за счет более высокого использования графического процессора, хотя степень улучшения будет зависеть от мощности вашей конкретной видеокарты. Однако здесь мы исследуем наихудшие сценарии, которые регулярно встречаются во втором открытом мире игры.
  
  v1.2 VisRange 
  v1.2 Производительность 
  v1.2.1 VisRange 
  v1.2.1 Производительность 
  Расстояние обзора 5% 
 1,40
 79,9 кадров в секунду
 1,40
 88.1 кадр / с
  Расстояние обзора 10% 
 1,40
 79,8 кадра в секунду
 1,50
 86,2 кадр / с
  Расстояние обзора 15% 
 1,41
 78.2 кадра в секунду
 1,60
 79,9 кадров в секунду
  Расстояние обзора 20% 
 1,43
 77,6 кадр / с
 1,70
 76,8 кадр / с
  Расстояние обзора 25% 
 1.46
 77,1 кадр / с
 1,80
 73,1 кадр / с
  Расстояние обзора 30% 
 1,52
 73,6 кадр / с
 1,90
 71.2 кадра в секунду
  Расстояние обзора 35% 
 1,62
 70,9 кадра в секунду
 2,00
 69,4 кадра в секунду
  Расстояние обзора 40% 
 1,74
 68.8 кадров в секунду
 2,10
 67,4 кадра в секунду
  Расстояние обзора 45% 
 1,91
 63,9 кадра в секунду
 2,20
 66,7 кадров в секунду
  Расстояние обзора 50% 
 2.13
 60,3 кадра в секунду
 2,30
 64,1 кадр / с
  Расстояние обзора 55% 
 2,40
 56,5 кадров в секунду
 2,40
 62.4 кадра в секунду
  Расстояние обзора 60% 
 2,73
 53,8 кадра в секунду
 2,50
 60,9 кадра в секунду
  Расстояние обзора 65% 
 3,13
 50.2 кадра в секунду
 2,60
 60,1 кадр / с
  Расстояние обзора 70% 
 3,60
 47,9 кадра в секунду
  Расстояние обзора 75% 
 4.14
 46,1 кадр / с
  Расстояние обзора 80% 
 4,78
 43,6 кадра в секунду
  Расстояние обзора 85% 
 5.50
 42,5 кадра в секунду
  Расстояние обзора 90% 
 6,31
 41,5 кадр / с
  Расстояние обзора 95% 
 7.23
 40,4 кадра в секунду
  Расстояние обзора 100% 
 8,26
 39,7 кадра в секунду
 Параметры в игре могут ограничиваться 2.60 VisRange, но мы обнаружили, что старые значения VisRange можно применить к патчу 1.2.1. Вот как:
 Настройте все настройки игры по своему вкусу в  Dying Light . Выйти из игры.
 Откройте C: \ Users \ USERNAME \ Documents \ DyingLight \ out \ settings \ video.scr с помощью Notepad ++ или аналогичного приложения.
 Измените значение  VisRange  на  VisRange (8,26, 8,26)  для максимальной графики до исправления или используйте любые другие числа из таблицы выше.Обратите внимание, оба числа должны быть одинаковыми.
 Сохраните файл, вернитесь в его папку, щелкните его правой кнопкой мыши, выберите «Свойства», нажмите «Только для чтения», нажмите «Применить», закройте окно. Примечание: после настройки файла только для чтения любые дальнейшие изменения параметров графики в игре не будут применяться должным образом или будут отменены, когда вы в следующий раз откроете  Dying Light .
 Reopen  Dying Light , наслаждайтесь увеличенным расстоянием обзора.
 Используя этот метод, мы протестировали 8.26 VisRange, старый максимум, и обнаружил, что он работает со скоростью 44,5 кадра в секунду, что на 4,8 кадра в секунду больше. Учитывая, что этот патч был разработан менее чем за 4 дня и что несколько узких мест все еще присутствуют, это отличное начало, повышающее производительность и позволяющее играть в  Dying Light  на системах со старыми и более медленными процессорами.
  Патч 1.4.0 Обновление 
 14 февраля 2015 года Techland выпустила исправление 1.4.0, в котором говорится, что новое обновление включает дальнейшую оптимизацию, сокращение использования памяти и ряд других изменений.
 Проверим, эти новые оптимизации дали нам 5 дополнительных кадров в секунду в нашем проблемном месте, связанном с процессором, и даже более высокую частоту кадров при отключенном параметре расстояния просмотра, требующем больших ресурсов процессора. В сочетании с новыми WHQL-драйверами GeForce Game Ready 347.52 производительность патча 1.4.0 в нашем тестовом месте с 8.26 View Distance теперь на 12 кадров в секунду выше, чем было три недели назад, а при 2.60 VisRange это почти на 20 кадров в секунду.
  Dying Light: The following - Enhanced Edition 
 С момента выхода патча 1.4.0 были выпущены дальнейшие обновления и улучшения, кульминацией которых стал выпуск  Dying Light: The following - Enhanced Edition . Переиздание игры  Dying Light: The following - Enhanced Edition  содержит оригинальную игру  The following , новую кампанию в новой зоне, улучшения игрового процесса для владельцев всех версий игры и дополнительную графику. и оптимизация производительности. В обновления графики включены переделанные модели персонажей, изменения плотности и видимости листвы, а также несколько других настроек и улучшений.
 В совокупности многие изменения еще больше улучшили качество изображения и производительность, поэтому, если у вас когда-либо были проблемы с запуском  Dying Light  в прошлом, стоит еще раз взглянуть на эту замечательную игру.
 Панель управления NVIDIA Анизотропная фильтрация 
 Если вы хотите повысить резкость удаленных текстур и текстур, просматриваемых под углом, принудительно включите высококачественную анизотропную фильтрацию (AF) через панель управления NVIDIA, например:
 Улучшения особенно заметны в  The following , где повсюду видны широко открытые поля и далекие виды поверхностей, свободных от листвы.
 NVIDIA Control Dynamic Super Разрешение 
 Чтобы еще больше улучшить вашу графику, активируйте динамическое суперразрешение (DSR), чтобы получать графику с качеством до 4K на HD-мониторе. Принцип работы прост: совместимые игры, такие как  Dying Light , визуализируются с более высоким и детальным разрешением, а изображение разумно уменьшается до разрешения вашего монитора с помощью настраиваемого фильтра, что дает вам до Графика качества 4K на вашем экране.Видео ниже объясняет больше, а изображения показывают, как активировать настройку в Панели управления NVIDIA.
 
 При включенном DSR текстуры становятся более резкими и четкими, искажения значительно уменьшаются, объекты имеют лучшее разрешение, растительность более детализирована и свободна от артефактов, а удаленные игровые детали значительно четче. Однако, как и в случае с качеством текстур,  Dying Light  предотвращает изменение разрешения во время игры, что делает невозможным создание репрезентативных сравнительных снимков экрана.Если вы использовали DSR в других играх, вы уже знаете о его преимуществах и, надеюсь, вам не нужно будет доказывать его преимущества в  Dying Light .
 Для достижения наилучших результатов DSR загрузите драйверы GeForce Game Ready Dying Light 347.25 WHQL, и, если вам не нравится настраивать параметры вручную, позвольте GeForce Experience автоматически настроить  Dying Light  и DSR от вашего имени.
 Game Ready Драйвер Dying Light 
 Чтобы получить наилучшие впечатления от  Dying Light , мы рекомендуем установить новые драйверы Dying Light GeForce для игр.Включены последние оптимизации производительности и настройки для  Dying Light , а также расширенная поддержка MFAA почти для всех игр DirectX 10 и 11. Загрузите с GeForce.co.uk или через GeForce Experience.
 После обновления откройте GeForce Experience 2.2.2 и нажмите «Проверить наличие обновлений» на вкладке «Настройки», чтобы получить новый профиль Game Ready  Dying Light  SLI, который должен повысить производительность в системах с несколькими графическими процессорами. Если вы опытный пользователь и предпочитаете настраивать свои собственные профили, используйте биты SLI 0x080000F5.Обратите внимание: если вы ограничены процессором, вы можете наблюдать снижение производительности в некоторых сценах.
 GeForce Experience: оптимальные игровые настройки одним щелчком мыши 
 Лучший способ автоматически настроить и применить игровые настройки  Dying Light  для вашей конкретной конфигурации системы - это GeForce Experience, бесценный инструмент для всех пользователей GeForce GTX. Помимо оптимизации более 200 игр, бесплатное приложение GeForce Experience может автоматически обновлять драйверы и профили, записывать и транслировать игровой процесс с помощью ShadowPlay, а также может передавать по беспроводной сети компьютерные игры, включая  Dying Light , на устройства NVIDIA SHIELD.
 Принимая во внимание ваш графический процессор и процессор, а также множество дополнительных факторов, игровые рекомендации GeForce Experience могут быть применены одним щелчком мыши и обновляются со временем, если патчи разработчика и драйверы NVIDIA еще больше улучшат производительность. Это решение с одним щелчком мыши идеально подходит для геймеров, которые хотят играть, а не возиться, и для тех, у кого мало опыта в настройке параметров для оптимальной работы.
 Сейчас играет: окончательный опыт умирающего света 
 Если вы ищете визуальный праздник, полный чудесных сцен, игра Dying Light - не то, что вам нужно.Его зернистая фильтрация, хроматические аберрации, грязные, постапокалиптические визуальные эффекты делают все возможное, чтобы передать ужасающие события игры и мрачное существование главного героя, в дополнение к его слабому пониманию собственной человечности. И хотя самые высокие визуальные настройки могут поставить на колени высокопроизводительные системы, гибкости достаточно, чтобы найти идеальный баланс между качеством изображения и производительностью на старых системах.
 Что касается самой игры, мы получили огромное удовольствие, убивая зомби, и с нетерпением ждем возможности разбить еще больше черепов сегодня вместе с друзьями в совместной сетевой игре с выпадением и выпадением, а также в многопользовательской игре.
Светографика: Удивительная светографика – рисование светом.