Kas yra pikselių apšvietimas?

„Apšvietimas per pikselį“ yra kompiuterinėje grafikoje vartojamas terminas, nurodantis, kad trimatė (3D) scena objektų spalvą nustatys pagal pikselį, o ne pagal viršūnę. Naudojant pikselio apšvietimą, o ne viršūnių apšvietimą, paprastai sukuriamas baigtas vaizdas arba kadras, kurio išvaizda yra tikroviškesnė ir dažnai ryškesnė, labiau apibrėžta, ypač kai naudojamas nelygybių žemėlapis. Apskritai, pikselių apšvietimas įgyvendinamas naudojant pikselių šešėliuotojus, kurie gali naudoti daugybę būdų, kaip apskaičiuoti, kaip šviesa scenoje patenka į tam tikrą scenos sritį ir kokios spalvos turi būti gaunamas paviršius. 3D programose, kuriose atvaizdavimo greitis yra svarbus, pvz., dinaminėje animacijoje, užtemdymas pikseliui gali būti nepraktiškas, nes tam gali prireikti kelis kartus per sceną arba gali užtrukti per ilgai ir neįmanoma pasiekti priimtino kadrų dažnio.

Viena iš labiausiai paplitusių šviesos taikymo 3D scenoje formų yra naudoti metodą, vadinamą apšvietimu per viršūnę. Ši technika paima objekto viršūnes – taškus, kur susikerta objekto linijos – ir nustato, kaip turi atrodyti objekto paviršius toje vienoje vietoje. Kai visose scenos viršūnėse yra pridėta apšvietimo informacija, atvaizduotojas naudos interpoliaciją arba kitų tipų algoritmus, kad įvertintų objekto paviršiaus išvaizdą tarp viršūnių. Dėl to paprastai susidaro sritys, kurios priklauso nuo didelio objekto viršūnių tankio, kad būtų pasiektas ryškus apšvietimo efektas, pvz., fono išryškinimas, o formos, tokios kaip kubas, turintis tik šešias viršūnes, turės platų, graduotą paviršių apšvietimą. nepriklausomai nuo tekstūros ar apšvietimo padėties.

Priešingai, programa gali įdiegti vieno pikselio apšvietimą. Tai apima perėjimą per kiekvieną rastrinės scenos pikselį ir kiekvieno pikselio individualios spalvos bei apšvietimo nustatymą, neatsižvelgiant į jo artumą viršūnei. Rezultatai paprastai yra ryškus, tikslus apšvietimas, ypač naudojant veidrodinius efektus. Kompromisas siekiant geresnės vaizdo kokybės yra ilgesnis atvaizdavimo laikas, nes kiekvienas pikselis turi būti apdorotas pikselių šešėliuotoju, nors tai ne visada kelia susirūpinimą 3D modeliavimo ir grafikos bei atvaizdavimo programoms, kurios neprivalo palaikyti konkretaus kadrų dažnio.

Dramatiški vieno pikselio apšvietimo efektai, tinkamai pritaikyti, iš tikrųjų gali pagerinti objekto, kuriam pritaikytas sudėtingas smūgių atvaizdavimas, išvaizdą, o mažiausios detalės gali būti prarastos, kai apšvietimas per viršūnę. Procedūrinėms tekstūroms taip pat gali būti naudingas vieno pikselio apšvietimo metodas. Be to, norint sukurti specialiuosius efektus, pvz., šešėlių tūrį, reikia naudoti vieno pikselio apšvietimą, kaip ir sudėtingus apšvietimo atspindžius, dalelių sistemas ar net kai kuriais atvejais aureoles.