Nová technika odrazov svetla prináša realistickejšie renderované zábery
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 26. 7. 2016
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
V najnovších filmových hitoch je niekedy už takmer nemožné rozoznať počítačom generovanú grafiku od reálneho prostredia. Ešte bližšie k realite sa v tejto oblasti posunuli vedci z univerzity California v San Diegu (UCSD), ktorý vyvinuli grafický algoritmus pre realistické modely odrazov svetla na zložitých povrchoch, ako je voda, koža, sklo a kov, pričom sa toho dá dosiahnuť asi 100 krát rýchlejšie, ako pri použití súčasných renderovacích techník.
Mnohé renderovacie techniky pre počítačovú grafiku vyhladzujú zložité a hrboľaté povrchy s cieľom urýchlenia výpočtov scény. No tieto povrchy strácajú potrebné detaily pri pohľade z blízka. Nový algoritmus však vedie k oveľa realistickejším výsledkom, pretože rozkladá pixel na nerovnom alebo zložitom povrchu do nespočetného množstva zbrúsených plôch, takzvaných „microfacets“ (mikro-plochy).
Každá plocha sa správa ako malé a hladké zrkadlo, ktoré odráža svetlo v danom smere. Vďaka tomu až desiatky tisícok týchto malých zrkadiel môže pomôcť vytvárať veľmi realistické znázornenie rôznych povrchov. Micro-plochy boli použité v iných renderovacích systémoch, no vylepšený systém výrazne znižuje potrebné výpočty a je len asi o 40 percent náročnejší na výpočtový výkon ako pri zjednodušených metódach vyhladzovania povrchov.
Pre výpočet odrazov svetla použili vedci takzvaný normálový vektor, ktorý leží na priamke kolmej k povrchu mikro-plochy. S pomocou tohto vektora sa dá predpovedať presné miesto, kde sa bude svetlo odrážať. Určiť miesta v mikro-plochách, ktoré budú odrážať svetlo a ktoré nie, bolo založené na zvieranom uhle prichádzajúceho svetelného lúča a normálového vektora z mikro-plochy. Virtuálna kamera si potom vyberá iba odrazené svetlá na plochách, ktoré stáli v ceste odrazeného lúča.
Zatiaľ čo iné renderovacie systémy rátajú jeden odraz za druhým, vedci v tejto štúdii spojili mikro-plochy do vzorov a potom sa vypočítalo približné množstvo odrazeného svetla na každom spojenom vzore. Výsledkom je nielen 100 krát rýchlejší výpočet scény ako predtým, ale tento systém môže byť použitý aj v počítačovej animácii a nielen pre výpočet statických snímok, ako je tomu u bežných systémoch.
Ďalším vývojom, ktorým sa vedci budú zaoberať, je renderovanie veľmi členitých povrchov, podporou pre prezentácie v rôznych rozlíšeniach a zrýchlenie renderovacieho softvéru za použitia menej výpočtovej pamäte.
