Robert Sajko
| Čovjek je po svojoj prirodi vizualno biće – upravo iz osjetila vida crpimo najviše informacija o svojoj okolini. Međutim, da bismo vidjeli, potrebno je svjetlo. Interakcijama svjetlosti sa raznim predmetima koji nas okružuju nastaju različite fizikalne, optičke pojave. Ljudsko osjetilo vida je osobito 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 (Slika 1). No, takvi proračuni su 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 su se razvijali modeli globalnog osvjetljenja, koji su zasnovani na fizikalno potpuno točnim simulacijama, te modeli lokalnog osvjetljenja, koji točno simuliraju samo uski dio fizikalnih pojava vezanih uz svjetlost, dok ostatak aproksimiraju nekim konstantama, koje se mogu "namjestiti" da daju otprilike zadovoljavajuće rezultate. S vremenom, najpopularniji od tih modela lokalnog osvjetljenja (Blinn-Phong model) je postao 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 ovome radu, krenut ćemo obrnutim putem. Prvo ćemo točno definirati koja su to svojstva i fizikalne pojave vezane uz svjetlost, a zatim ćemo izvesti univerzalnu jednadžbu iscrtavanja koja obuhvaća sve navedene fizikalne pojave. Jednom kada je ta jednadžba zadana, moći ćemo iz nje izvesti i modele lokalnog, i modele globalnog osvjetljenja, aproksimirajući određene njene dijelove. 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. |