1. Uvod

Sjena predstavlja važan element u stvaranju uvjerljivih računalno generiranih slika. Uz očiti estetski doprinos, sjena nam pomaže i u stvaranju boljeg dojma o stvarnom položaja objekata na sceni. To je svojstvo jasno ilustrirano Slikom 1.1. iz koje je vidljivo da scena bez sjene jednostavno ne sadrži dovoljno informacija potrebnih za stvaranje ispravnih zaključaka o položaju tijela.

Slika 1.1. Primjer scene bez sjene (lijevo) i sa sjenom (desno)

Iako se u prirodi sjene uzimaju «zdravo za gotovo», u računalnoj grafici njihovo ostvarivanje predstavlja jedan od najvećih izazova. U kontekstu aplikacija koje ne zahtijevaju rad u stvarnom vremenu taj problem i nije toliko izražen budući da postoje algoritmi koji, doduše uz znatan iznos računanja, postižu rezultate usporedive s prirodom. Takvi algoritmi uglavnom su zasnovani na jednostavnom principu praćenja zrake. S druge strane, kada je potrebno ostvariti sjene u stvarnom vremenu, problem je mnogo izraženiji. Naime, u tako kratkom vremenskom roku jednostavno nije moguće riješiti globalni iluminacijski problem nametnut scenom.

Do sada je razvijeno mnogo metoda za relativno ispravno generiranje računalnih sjena, ali zbog relativno slabih sklopovskih mogućnosti u odnosu na zahtjeve koje ispravno generiranje sjene nalaže, još i danas ne postoji algoritam koji bi u stvarnom vremenu davao rezultate usporedive s prirodom. Algoritmi koji rade u stvarnom vremenu oslanjaju se na razne trikove i pojednostavljenja i tako zavaravajući korisnika nastoje dati relativno zadovoljavajuće rezultate.

U novije vrijeme svjedoci smo nagle evolucije računalne grafike. Grafičke kartice prebrzo postaju sve brže i brže. Svojom brzinom i složenosti prestižu čak i centralne procesorske jedinice računala što je uzrokovalo i porast složenosti grafičkih modela koji se koriste. Algoritmi koji su do sada korišteni za ostvarivanje sjena u stvarnom vremenu upravo zbog toga postaju sve slabiji. Naime, oni su stvoreni pod pretpostavkom mnogo jačih centralnih procesora računala u odnosu na grafičke kartice pa stoga danas sve manje i manje uspijevaju slijediti korak. Ako se ovakav trend razvoja grafičkih kartica u odnosu na centralne procesore nastavi, algoritmi će postati neprimjenjivi. Očito je da je potrebno uvesti nove algoritme koje će se više oslanjati na grafičke kartice nego na centralne procesore računala.