Refleksija (kompjuterska grafika)

Refleksija u kompjuterskoj grafici se koristi za oponašanje reflektujućih objekata kao što su ogledala i sjajne površine.

Tačne refleksije se mogu postići npr. pomoću renderera praćenjem tragova zraka zraka od oka do ogledala, a zatim izračunavanjem odakle se odbija, i nastavljanjem procesa dok se ne pronađe nikakva površina ili se ne pronađe nereflektujuća površina. Približne refleksije se obično mogu brže izračunati korišćenjem metoda kao što je mapiranje okruženja. Refleksija na sjajnoj površini poput drveta ili pločica može doprineti fotorealističnim efektima 3D renderovanja .

Pristupi prikazivanju refleksije

Poređenje tačnih refleksija izračunatih pomoću praćenja putanje (levo), približnih refleksija sa mapiranjem okruženja (u sredini) i refleksije prostora na ekranu (desno).

Za renderovanje refleksije okruženja postoji mnogo tehnika koje se razlikuju po preciznosti, računarskoj složenosti i implementaciji. Moguća je i kombinacija ovih tehnika.

Algoritmi za prikazivanje redosleda slika zasnovani na praćenju zraka svetlosti, kao što je praćenje zraka ili putanje, obično izračunavaju precizne refleksije na opštim površinama, uključujući višestruke refleksije i samorefleksije. Međutim, ovi algoritmi su generalno i dalje previše skupi za renderovanje u realnom vremenu (iako postoji specijalizovani HW, kao što je Nvidia RTX) i zahtevaju drugačiji pristup prikazivanju od obično korišćene rasterizacije .

Refleksije na ravnim površinama, kao što su planarna ogledala ili vodene površine, mogu se jednostavno i precizno izračunati u realnom vremenu sa dva prolaza renderovanja — jedan za posmatrača, jedan za pogled u ogledalu, obično uz pomoć matrice bafera. ^[1] Neke starije video igre su koristile trik da bi postigli ovaj efekat sa jednim prolazom renderovanja tako što su celu scenu u ogledalu postavili iza providne ravni koja predstavlja ogledalo. ^[2]

Refleksije na neplanarnim (zakrivljenim) površinama su izazovnije za renderovanje u realnom vremenu. Glavni pristupi koji se koriste uključuju:

Mapiranje okruženja (npr. mapiranje kocke): tehnika koja se široko koristi, npr. u video igrama, nudi aproksimaciju refleksije koja je uglavnom dovoljna za oko, ali joj nedostaje samorefleksija i zahteva prethodno prikazivanje mape okruženja. ^[3] ^‍:174 Preciznost se može povećati korišćenjem prostornog niza mapa okruženja umesto samo jedne.
Refleksije prostora ekrana (SSR): skuplja tehnika koja prati refleksiju zraka u prostoru ekrana (za razliku od svetskog prostora u npr. praćenju zraka). Ovo se radi za svaki renderovani piksel reflektovane površine, koristeći normalu površine i dubinu scene. Nedostatak je što objekti koji nisu uhvaćeni u prikazanom okviru ne mogu da se pojave u refleksijama, što rezultira nerazrešenim presecima i nepotpunom odraznom slikom. ^[4]

Vrste refleksije

Polirano

- Polirani odraz je neometani odraz, poput ogledala ili hromirane površine.

Mutno

- Zamućena refleksija znači da sitne nasumične neravnine na površini materijala uzrokuju da odraz bude mutan.

Metalik

- Refleksija je metalna ako svetli i odsjaji zadrže boju reflektujućeg objekta.

Sjajni

- Ovaj termin se može zloupotrebiti: ponekad je to postavka koja je suprotna od zamućenja (npr. kada "sjaj" ima malu vrednost, odraz je zamagljen). Ponekad se termin koristi kao sinonim za „zamagljen odraz“. Sjaj koji se koristi u ovom kontekstu znači da je odraz zapravo zamagljen.

Polirani ili odraz u ogledalu

Ogledalo na zidu sa 100% refleksije.

Ogledala su obično skoro 100% reflektujuća.

Metalna refleksija

Velika sfera sa leve strane je plave boje sa odsjajem označenim kao metalik. Velika sfera sa desne strane je iste boje, ali nema izabrano metalno svojstvo.

Normalni (nemetalni) objekti reflektuju svetlost i boje u originalnoj boji objekta koji se reflektuje. Metalni predmeti reflektuju svetlost i boje izmenjene bojom samog metalnog predmeta.

Mutan odraz

Velika sfera sa leve strane ima oštrinu podešenu na 100%. Sfera sa desne strane ima oštrinu podešenu na 50% što stvara zamućenu refleksiju.

Mnogi materijali su nesavršeni reflektori, gde su refleksije zamućene u različitim stepenima zbog hrapavosti površine koja raspršuje zrake refleksije.

Sjajni odraz

Sfera sa leve strane ima normalnu, metalnu refleksiju. Sfera na desnoj strani ima iste parametre, osim što je refleksija označena kao "sjajna".

Potpuno sjajna refleksija, prikazuje svetle tačke od izvora svetlosti, ali ne pokazuje jasnu refleksiju od objekata.

Primeri refleksije

Odrazi vlažnog poda

Efekat vlažnog poda ^[5] je tehnika grafičkih efekata popularna je u vezi sa stranicama u stilu Veb 2.0 , posebno u logotipima. Efekat se može uraditi ručno ili kreirati pomoću pomoćnog alata koji se može instalirati za automatsko kreiranje efekta. Za razliku od standardne kompjuterske refleksije (i Java efekta vode popularnog u prvoj generaciji veb grafike), efekat mokrog poda uključuje gradijent i često nagnuti odraz, tako da izgleda kao slika u ogledalu koja lebdi iznad ili leži na mokrom podu.

Vidi još

Reference

^ Kligard, Mark (1999). „Improving Shadows and Reflections via the Stencil Buffer”: 7. Pristupljeno 25. 4. 2020. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
^ Off Camera Secrets, Metal Gear Solid: Twin Snakes - Boundary Break. Korisna informacija se nalazi na: 4:32. Pristupljeno 25. 4. 2020. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
^ Fernando, Randima; Kilgard, Mark (2003). The Cg tutorial. The definitive guide to programmable real-time graphics. Addison-Wesley Professional. ISBN 9780321194961.
^ „Unity-Technologies: Screen space Reflections”. Pristupljeno 25. 4. 2020. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
^ Twinsparc Article in which the term is coined

[1] Kligard, Mark (1999). „Improving Shadows and Reflections via the Stencil Buffer”: 7. Pristupljeno 25. 4. 2020. CS1 održavanje: Format datuma (veza)

[2] Off Camera Secrets, Metal Gear Solid: Twin Snakes - Boundary Break. Korisna informacija se nalazi na: 4:32. Pristupljeno 25. 4. 2020. CS1 održavanje: Format datuma (veza)

[randima-3] Fernando, Randima; Kilgard, Mark (2003). The Cg tutorial. The definitive guide to programmable real-time graphics. Addison-Wesley Professional. ISBN 9780321194961.

[4] „Unity-Technologies: Screen space Reflections”. Pristupljeno 25. 4. 2020. CS1 održavanje: Format datuma (veza)

[5] Twinsparc Article in which the term is coined

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]