6.10. Глобальное тонирование Естественно, что локальная модель освещенности имеет определенные ограничения. Рассмотрим, например, группу шаров (сфер), освещенных солнечным светом (удаленным источником), как показано на рис. 6.41, а. Шар, расположенный ближе всех к солнцу, будет закрывать другие шары. т.е. на них появится тень от первого шара. При использовании локальной модели поверхность каждого объекта анализируется отдельно, а значит, сформировать тень от одного объекта на другом не представляется возможным, что и показано на рис. 6.41,6. Если к тому же шары отполированы, то в реальной сцене вы увидите на соседних шарах блики, вызванные зеркальным отражением света от одного шара в направлении другого. И этот эффект не может быть учтен при использовании локальной модели.
Закрашивание
Рис. 6.41. Изображение группы шаров: а- изображение создано методом глобального тонирования; б - изображение создано на основе локальной модели освещенности Если требуется создать изображение, в котором присутствовали бы все описанные оптические эффекты, нужно использовать более сложную, а значит, и более медленную модель глобального распределения света, из которых на сегодняшний день наиболее популярными являются модели трассировки лучей и анализа излучательности. В данном разделе мы кратко опишем эти две дополняющие друг друга модели. Модель трассировки лучей адекватно передает оптические эффекты в сценах, насыщенных зеркальными поверхностями, если, например, значительная часть объектов сделана из стекла, полированного металла и других аналогичных материалов. Модель анализа излучательности лучше передает оптические эффекты в сценах с рассеивающими поверхностями, например в интерьере зданий.
6.10.1. Трассировка лучей Модель трассировка лучей является в значительной степени расширением уже рассмотренной выше локальной модели распространения света. Она основана на том факте, что из всех лучей, испускаемых источником, на формируемое изображение влияют только те, которые, в конце концов, попадают в глаз наблюдателя или в объектив камеры и проходят через центр проецирования. На рис. 6.42 показаны варианты распространения лучей, испускаемых точечным источником, в сцене, включающей несколько зеркально отражающих поверхностей. Луч может попасть в объектив камеры прямо от источника, после однократного отражения от поверхности, видимой объективом камеры, после многократного отражения от разных объектов или после преломления.