Robert Sajko
Interakcijom svjetlosti s okolinom nastaju različite optičke pojave. Ljudsko osjetilo vida osobito je osjetljivo čak i na vrlo suptilne svjetlosne efekte, te uz pomoć tih detaljnih informacija mozak slaže sliku obrisa okolnog prostora. Iz tog razloga, da bi računalno generirane slike bile uvjerljive, od iznimne su važnosti točni proračuni osvjetljenja. No, takvi su proračuni veoma zahtjevni, pa su sve do nedavno bili rezervirani isključivo za skupe radne stanice kojima su se koristili filmski studiji pri izradi specijalnih efekata i računalno animiranih sekvenci. U području interaktivne računalne grafike, izračun osvjetljenja se redovito vrlo grubo aproksimirao, što je bilo potrebno da se postigne izvršavanje u stvarnom vremenu. Takvim razvojem modela osvjetljenja, došlo je do njihove profilacije. S jedne strane, razvijali su se modeli i tehnike globalnog osvjetljenja, koji su zasnovani na fizikalno točnim simulacijama, te modeli i tehnike lokalnog osvjetljenja, koji točno simuliraju samo uski dio fizikalnih pojava vezanih uz svjetlost, dok ostatak aproksimiraju proizvoljnim, empirijski utvrđenim, jednostavnim funkcijama, ili čak konstantama. S vremenom, najpopularniji od tih modela lokalnog osvjetljenja (Blinn-Phong model) postao je općeprihvaćen kao standardni model osvjetljenja u interaktivnoj računalnoj grafici. U velikoj količini literature, kada se govori o osvjetljenju u kontekstu računalne grafike, pretpostavlja se upravo taj model, te se objašnjava kako se njime modeliraju fizikalne pojave. Međutim, u ovom radu, krenut ćemo od samog početka. Prvo ćemo točno definirati koja su to svojstva i fizikalne pojave vezane uz svjetlost, a zatim izvesti lokalni model osvjetljenja, te prikazati tehnike evaluacije takvih modela. Proširit ćemo definiciju lokalnog modela osvjetljenja, i izvesti potpunu jednadžbu iscrtavanja. No, umjesto direktnog i potpunog rješenja ove jednadžbe, pokušat ćemo pronaći parcijalna rješenja, koja aproksimiraju samo poneke globalne učinke, poput ambijentalnog zaklanjanja ili difuzne interrefleksije s jednim odbijanjem. Glavno pitanje jest, koliko toga možemo aproksimirati na današnjim računalima a da dobijemo maksimalnu kvalitetu prikaza u stvarnom vremenu? Predložit ćemo nekoliko kompromisa, i iz njih izvesti nekoliko tehnika, te odrediti prednosti i nedostatke svake od njih. Na kraju, najpogodniji teorijski model će biti implementiran. |