Дополнительные примеры объектов, визуализированных с использованием методов распределенного построения хода лучей, приведены на рис. 10.85 и 10.86. На рис. 10.87 иллюстрируется результат фокусировки, преломления и эффектов защиты от наложения с помощью распределенного построения хода лучей.
МОДЕЛИ ДИФФУЗНОГО ОТРАЖЕНИЯ
Хотя стандартная модель освещения дает разумные результаты во многих приложениях, существует множество эффектов освещения, которые неточно описываются простыми аппроксимациями этой модели. Более точно эффекты освещения можно смоделировать, рассмотрев законы физики, описывающие распространение лучистой энергии на освещенной сцене. Подобный метод вычисления цветов пикселей обычно называется моделью диффузного отражения.
Рис. 10.84. Сцена 1984, которая визуализировалась с использованием распределенного построения хода лучей. Эффекты освещения включают размытость, вызванную движением, полутени и отражение от поверхности света от нескольких неточечных излучателей {перепечатано с разрешения Р1хаг © 1984, Р1хаг)
Рис. 10.85. Раскрашенное алюминиевое колесо, демонстрирующее эффекты отражения и затенения, сгенерированные методами распределенного построения ходу лучей (iперепечатано с разрешения Стефана Уэстина (Stephen Н. Westin), Program of Computer Graphics, Университет Корнелла)
Рис. 10.95. Имитация башенной лестницы в здании Центра теории инженерии в Университете Корнелла, визуализированной с помощью метода диффузного отражения с прогрессивным уточнением (перепечатано с разрешения Кейт Хоуи (Keith Howie) и Бена Трамбо (Ben Trumbore), Program of Computer Graphics, Университет Корнелла. © 1990, Cornell University Program of Computer Graphics)
В данном методе на поверхности огражденной вселенной определяется отражение (карта) среды. На карте среды указывается такая информация, как значения интенсивностей для источников света, неба и других фоновых объектов. На рис. 10.97 огражденная вселенная показана в виде сферы, но часто для определения поверхностей среды, окружающих объекты на сцене, используются куб или цилиндр.
Чтобы визуализировать поверхность объекта, области пикселей проектируются на поверхность объекта, а затем все спроектированные области пикселей отражаются на карту среды, чтобы указать для этого пикселя значения интенсивности на поверхности. Если объект прозрачен, на карту среды также можно преломить спроектированную область пикселя. Процесс отражения среды для показа спроектированной области пикселя иллюстрируется на рис. 10.98. Интенсивность пикселя определяется усреднением значений интенсивности в пересекаемой части карты среды.
Рис. 10.96. Имитация двух схем освещения для парижской мансарды из постановки Богемы в Метрополитен Опера. Полностью освещенный дневной вид мансарды представлен на панели а, а ночной вид показан на панели б (перепечатано с разрешения Джулии Дорси и Март Шепарда (Mark Shepard), Program of Computer Graphics, Университет Корнелла. © 1991, Cornell University Program of Computer Graphics)
Рис. 10.97. Сферически замкнутая вселенная с картой среды на поверхности сферы