Самозатінення - це ефект освітлення комп'ютерної графіки, що використовується в 3D-додатках рендеринга, таких як комп'ютерна анімація та відеоігри. Самозатінення дозволяє нестатичним об'єктам в середовищі, таким як ігрові персонажі та інтерактивні об'єкти (відра, стільці і тощо), відкидати тінь на себе та один на одного. Наприклад, якщо персонаж ставить свою праву руку над лівою, без самозатінення, права рука не буде відкидати тінь над лівою рукою. Якщо той же самий персонаж кладе руку на м'яч, ця рука відкидає тінь над м'ячем.
Самозатінення - це слово, яке описує момент, коли об'єкт кидає тінь на себе. Прикладом цього є те, що люди сидять навколо багаття, і світло від вогню змушує їх носи відкидати тіні на їхніх обличчях. Цей термін використовується в комп'ютерній графіці при створенні 3D-програм. Це використовується, коли персонаж відкидає динамічну тінь на себе або на об'єкти навколо нього. Цей метод може викликати проблеми з GPU і CPU, так як вони можуть бути недостатньо ефективними для рендеринга зображень.
Повинно бути вказано чи є тінь, яка відкидається, динамічною або статичною. Стіна з тінню на ній - це статична тінь. Стіна не рухається, і тому її геометрична форма не буде переміщуватися або змінюватися в сцені. Динамічна тінь - це та, що має свої геометричні зміни всередині сцени.
Методи самозатінення мають компроміс між якістю і швидкістю в залежності від бажаного результату. Щоб прискоритися, деякі методи покладаються на рішення з швидким і низьким дозволом, які можуть привести до неправильного пошуку тіней, які можуть бути недоречними в сцені. Інші вимагають, щоб CPU і GPU вирахували за допомогою алгоритмів точне місце розташування і форму тіні з високим рівнем точності. Це вимагає великих обчислювальних витрат, з якими старі машини не могли впоратися.
Методи
Поле висоти самозатінення
Був створений метод, при якому можна швидко обчислити тінь на шорсткій поверхні, знайшовши високі точки вздовж від джерела світла та ігноруючи будь-які інші геометричні точки під піками. Уявіть собі схід сонця в горах, де світло досягає піку позаду вас, але ви все ще в темряві. Комп'ютер не повинен турбуватися про те, що вам потрібна тінь або світло, оскільки ви нижче піку позаду вас. «Поле висот самозатінення» відображає власні тіні на динамічних полях висот в динамічних середовищах в режимі реального часу.
3D волосся
Самозатінення можна використовувати для інтерактивної анімації волосся, що зазвичай дуже складно для комп'ютерів при рендерингу через велике збільшення індивідуальних геометричних фігур, яке може приймати волосся. Самозатінення - основна частина 3D-додатку, яка вносить вклад у враження взагалі.
Об'єм тіні
Об'єм тіні є одним із способів, як самозатінення може бути використане в 3D зображенні або сцені. Метод, в основному, робить так, щоб 3D-об'єкт займав закритий обсяг простору в сцені, де тінь була кинута. Це дозволяє рендереру або шейдеру виконати аналіз того, чи знаходиться точка або піксель всередині затіненої області. Це, в кінцевому підсумку, дозволяє програмі визначити як об'єкт буде освітлений.
Тіньове відображення
3D-тіньове відображення - це ще один метод, який створює наближені тіні із заданого положення, створюючи дуже розмиті тіні, які можуть бути не зовсім точними.
Radiosity Normal Mapping
Кріс Грін з Valve, розробник відеоігор, каже, що дані карти рельєфу засновані на геометричних описах об'єктів. Значні світлові сигнали поверхні через оклюзії освітлення по деталях поверхні не обчислюються. Загальним виправленням є використання додаткового каналу текстури для створення навколишнього ambient occlusion (модель затемнення) поля. Це забезпечує ефект затемнення, який не пов'язаний з напрямком джерела світла при впливі на поверхню. A common fix is to use an additional texture channel to create an ambient occlusion field. This only provides a darkening effect that is not connected to the direction of the light source on acting on the surface.
Історія
Метод використовування тіньового об'єму був запропонований Френком Кроу в 1977 році. Перевага тіньового об'єму полягала в тому, що його можна було використовувати для створення точних копій усього, в тому числі і самого себе.
Див. також
- Тінь
- [en]
Примітки
- Timonen, V., & Westerholm, J. (2010). Scalable Height Field Self-Shadowing. Computer Graphics Forum, 29(2), 723-731. doi:10.1111/j.1467-8659.2009.01642.x
- Bertails, F., Ménier, C., & Cani, M.-P. (2005, May). A practical self-shadowing algorithm for interactive hair animation. Retrieved from http://www-evasion.imag.fr/Publications/2005/BMC05a/BertailsHairRendering.pdf
- Green, Chris. (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 21 грудня 2008.
- Crow, Franklin C: "Shadow Algorithms for Computer Graphics", Computer Graphics (SIGGRAPH '77 Proceedings), vol. 11, no. 2, 242-248.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Samozatinennya ce efekt osvitlennya komp yuternoyi grafiki sho vikoristovuyetsya v 3D dodatkah renderinga takih yak komp yuterna animaciya ta videoigri Samozatinennya dozvolyaye nestatichnim ob yektam v seredovishi takim yak igrovi personazhi ta interaktivni ob yekti vidra stilci i tosho vidkidati tin na sebe ta odin na odnogo Napriklad yaksho personazh stavit svoyu pravu ruku nad livoyu bez samozatinennya prava ruka ne bude vidkidati tin nad livoyu rukoyu Yaksho toj zhe samij personazh klade ruku na m yach cya ruka vidkidaye tin nad m yachem Demonstruye unifikovane osvitlennya i zatinennya dozvolyayuchi zatinyuvati sebe za dopomogoyu tinovih tomiv Samozatinennya ce slovo yake opisuye moment koli ob yekt kidaye tin na sebe Prikladom cogo ye te sho lyudi sidyat navkolo bagattya i svitlo vid vognyu zmushuye yih nosi vidkidati tini na yihnih oblichchyah Cej termin vikoristovuyetsya v komp yuternij grafici pri stvorenni 3D program Ce vikoristovuyetsya koli personazh vidkidaye dinamichnu tin na sebe abo na ob yekti navkolo nogo Cej metod mozhe viklikati problemi z GPU i CPU tak yak voni mozhut buti nedostatno efektivnimi dlya renderinga zobrazhen Povinno buti vkazano chi ye tin yaka vidkidayetsya dinamichnoyu abo statichnoyu Stina z tinnyu na nij ce statichna tin Stina ne ruhayetsya i tomu yiyi geometrichna forma ne bude peremishuvatisya abo zminyuvatisya v sceni Dinamichna tin ce ta sho maye svoyi geometrichni zmini vseredini sceni Metodi samozatinennya mayut kompromis mizh yakistyu i shvidkistyu v zalezhnosti vid bazhanogo rezultatu Shob priskoritisya deyaki metodi pokladayutsya na rishennya z shvidkim i nizkim dozvolom yaki mozhut privesti do nepravilnogo poshuku tinej yaki mozhut buti nedorechnimi v sceni Inshi vimagayut shob CPU i GPU virahuvali za dopomogoyu algoritmiv tochne misce roztashuvannya i formu tini z visokim rivnem tochnosti Ce vimagaye velikih obchislyuvalnih vitrat z yakimi stari mashini ne mogli vporatisya MetodiPole visoti samozatinennya Buv stvorenij metod pri yakomu mozhna shvidko obchisliti tin na shorstkij poverhni znajshovshi visoki tochki vzdovzh vid dzherela svitla ta ignoruyuchi bud yaki inshi geometrichni tochki pid pikami Uyavit sobi shid soncya v gorah de svitlo dosyagaye piku pozadu vas ale vi vse she v temryavi Komp yuter ne povinen turbuvatisya pro te sho vam potribna tin abo svitlo oskilki vi nizhche piku pozadu vas Pole visot samozatinennya vidobrazhaye vlasni tini na dinamichnih polyah visot v dinamichnih seredovishah v rezhimi realnogo chasu 3D volossya Samozatinennya mozhna vikoristovuvati dlya interaktivnoyi animaciyi volossya sho zazvichaj duzhe skladno dlya komp yuteriv pri renderingu cherez velike zbilshennya individualnih geometrichnih figur yake mozhe prijmati volossya Samozatinennya osnovna chastina 3D dodatku yaka vnosit vklad u vrazhennya vzagali Ob yem tini Ob yem tini ye odnim iz sposobiv yak samozatinennya mozhe buti vikoristane v 3D zobrazhenni abo sceni Metod v osnovnomu robit tak shob 3D ob yekt zajmav zakritij obsyag prostoru v sceni de tin bula kinuta Ce dozvolyaye rendereru abo shejderu vikonati analiz togo chi znahoditsya tochka abo piksel vseredini zatinenoyi oblasti Ce v kincevomu pidsumku dozvolyaye programi viznachiti yak ob yekt bude osvitlenij Tinove vidobrazhennya 3D tinove vidobrazhennya ce she odin metod yakij stvoryuye nablizheni tini iz zadanogo polozhennya stvoryuyuchi duzhe rozmiti tini yaki mozhut buti ne zovsim tochnimi Radiosity Normal Mapping Kris Grin z Valve rozrobnik videoigor kazhe sho dani karti relyefu zasnovani na geometrichnih opisah ob yektiv Znachni svitlovi signali poverhni cherez oklyuziyi osvitlennya po detalyah poverhni ne obchislyuyutsya Zagalnim vipravlennyam ye vikoristannya dodatkovogo kanalu teksturi dlya stvorennya navkolishnogo ambient occlusion model zatemnennya polya Ce zabezpechuye efekt zatemnennya yakij ne pov yazanij z napryamkom dzherela svitla pri vplivi na poverhnyu A common fix is to use an additional texture channel to create an ambient occlusion field This only provides a darkening effect that is not connected to the direction of the light source on acting on the surface IstoriyaMetod vikoristovuvannya tinovogo ob yemu buv zaproponovanij Frenkom Krou v 1977 roci Perevaga tinovogo ob yemu polyagala v tomu sho jogo mozhna bulo vikoristovuvati dlya stvorennya tochnih kopij usogo v tomu chisli i samogo sebe Div takozhTin en PrimitkiTimonen V amp Westerholm J 2010 Scalable Height Field Self Shadowing Computer Graphics Forum 29 2 723 731 doi 10 1111 j 1467 8659 2009 01642 x Bertails F Menier C amp Cani M P 2005 May A practical self shadowing algorithm for interactive hair animation Retrieved from http www evasion imag fr Publications 2005 BMC05a BertailsHairRendering pdf Green Chris PDF Arhiv originalu PDF za 21 grudnya 2008 Crow Franklin C Shadow Algorithms for Computer Graphics Computer Graphics SIGGRAPH 77 Proceedings vol 11 no 2 242 248