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直接照明和全域照明 (Direct Illumination and Global Illumination)

2011 年 05 月 10 日

這一個禮拜一直在看輻射度Radiosity(2000年)這一篇詳細說明的文章，發現把它翻成中文比較好再三理解。首先把焦點放在直接照明和全域照明的定義以及優缺點上。

直接照明

直接照明是一個被老式渲染引擎(如3DStudio、POV等)改採用的主要光照方法。一個場景由兩種動態物體組成：物體和光源。光源在不被其它物件遮擋的情況下向某些物體投射光線，若光源被其它物體遮擋，則會留下陰影。

在這種思想之下有許多方法來產生陰影，如ShadowVolume(陰影體)、Z緩衝方法、光線追蹤等等。但由於它們都採用一個普遍的原則，因此這些方法都有同樣的問題，而且都需要捏造一些東西來解決這些問題。

全域照明

全域照明方法試圖解決由光線追蹤所帶來的一些問題。一個光線追蹤往往模擬光線在遇到漫反射表面時只折射一次，而全域照明渲染模擬光線在場景中的多次反射。在光線追蹤算法裡，場景中的每個物體都必須被某個光源照亮才可見，而在全域照明中，這個物體可能只是簡單的被它周圍的物體所照亮。很快就會解釋為什麼這一點很重要。

直接照明的優缺點

優點

缺點

光線追蹤
(Ray Tracing)：

–可以描繪用數學描述的物體和多邊形
-允許你做一些很酷的體效果(volumetric effects)

–慢速
-非常銳利的陰影和反射

陰影體
(Shadow Volumes)：

–可以加以修改以渲染軟陰影(非常有技巧性)

–需要技巧來實做
-非常銳利的陰影
-只能用多邊形描述物體

Z緩衝
(Shadow Mapping)：

–容易實做
-快速(real-time)

–有著鋸齒的銳利陰影問題。

全域照明的優缺點

由全域照明方法產生的圖片看起來真正讓人信服。這些方法獨自成為一個聯盟，讓那些老式渲染艱苦地渲染一些悲哀的卡通。但是，而且是一個巨大的「但是」：但是它們更加地慢。正像你可能離開你的光線追蹤渲染一整天，然後回來看著它產生地圖像激動地發抖，在這兒也一樣。

優點

缺點

輻射度算法
(Radiosity)：

–非常真實的漫表面光照
-概念簡單，容易實現
-能夠容易地使用3D硬體加速計算

–慢速
-不能很好地處理點光源
-也不能處理有光澤的表面
-過於複雜而很少在書本中解釋

蒙帝卡羅法
(Monte Carlo Method)：

–非常、非常好的效果
-能夠很好地模擬各種光學效果

–慢速
-輕度困難
-需要聰明才智來優化
-過於複雜而很少在書本中解釋

參考：Radiosity。

分類：

計算機圖學, 課業

1 Comment

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Comments on: "直接照明和全域照明 (Direct Illumination and Global Illumination)" (1)

  1. 未知 的大頭貼
    Radiosity 概念 (Radiosity Concept) « 逍遙文工作室 said:
    2012 年 06 月 11 日 於 14:56:15

    […] 我們可以先來瞭解直接照明和全域照明的差別：直接照明和全域照明 (Direct Illumination and Global Illumination)。 […]

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回覆給Radiosity 概念 (Radiosity Concept) « 逍遙文工作室 取消回覆

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