แสงที่ถูกต้องเกี่ยวกับร่างกายคืออะไร?

ฉันไม่พบข้อมูลใด ๆ ที่ครอบคลุมโดยใช้ Google ฉันสงสัยว่าแนวคิดหลักของการให้แสงที่ถูกต้องทางร่างกายคืออะไรและฉันจะอ่านได้ที่ไหน แสงที่ถูกต้องเกี่ยวกับร่างกายคืออะไร? พงษ์ส่องสว่างโดยทั่วไปแล้วร่างกายไม่ถูกต้อง?

นี่เป็นหัวข้อที่ใหญ่กว่าที่จะครอบคลุมในคำตอบ แต่สั้น ๆ :

การแรเงาบนพื้นฐานทางกายภาพหมายถึงการทิ้งแบบจำลองทางปรากฎการณ์ไว้เช่นแบบการแรเงาแบบพงษ์ซึ่งสร้างขึ้นเพื่อ "ดูดี" โดยไม่ต้องอาศัยพื้นฐานของฟิสิกส์ในทางใดทางหนึ่งจริง ๆ และย้ายไปยังแบบจำลองแสง ฟิสิกส์และ / หรือจากการวัดที่แท้จริงของโลกแห่งความเป็นจริงและปฏิบัติตามข้อ จำกัด ทางกายภาพเช่นการอนุรักษ์พลังงาน

ตัวอย่างเช่นในระบบการเรนเดอร์รุ่นเก่าหลายรุ่นแรเงารวมตัวควบคุมแยกต่างหากสำหรับไฮไลท์ specular จากไฟจุดและการสะท้อนของสภาพแวดล้อมผ่าน cubemap คุณสามารถสร้าง shader ที่มี specular และชุดการสะท้อนเป็นค่าที่แตกต่างกันอย่างรุนแรงแม้ว่าสิ่งเหล่านั้นเป็นทั้งสองอินสแตนซ์ของกระบวนการทางกายภาพเดียวกัน นอกจากนี้คุณสามารถตั้งค่าความสว่างเป็นค่าความสว่างใดก็ได้แม้ว่ามันจะทำให้พื้นผิวสะท้อนพลังงานมากกว่าที่ได้รับจริง

ในระบบที่มีพื้นฐานมาจากร่างกายทั้งแสงจุดสะท้อนและสภาพแวดล้อมจะถูกควบคุมโดยพารามิเตอร์เดียวกันและระบบจะถูกตั้งค่าให้ปรับความสว่างขององค์ประกอบทั้งแบบ specular และ diffuse โดยอัตโนมัติเพื่อรักษาการอนุรักษ์พลังงานโดยรวม ยิ่งไปกว่านั้นคุณต้องการตั้งค่าความสว่างเป็นค่าที่เป็นจริงสำหรับวัสดุที่คุณพยายามจำลองโดยขึ้นอยู่กับการวัด

ร่างกายตามแสงหรือแรเงารวมถึง BRDFs ร่างกาย-based ซึ่งมักจะอยู่บนพื้นฐานของทฤษฎี microfacetและขนส่งแสงที่ถูกต้องทางร่างกายซึ่งจะขึ้นอยู่กับสมการแสดงผล (แม้ว่าห้วงอย่างมากในส่วนของเกมแบบ real-time)

นอกจากนี้ยังรวมถึงการเปลี่ยนแปลงที่จำเป็นในกระบวนการศิลปะเพื่อใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติเหล่านี้ การเปลี่ยนไปใช้ระบบที่มีอยู่จริงอาจทำให้อารมณ์เสียสำหรับศิลปิน ก่อนอื่นต้องใช้แสง HDR แบบเต็มพร้อมระดับความสว่างที่สมจริงสำหรับแหล่งกำเนิดแสงท้องฟ้าและอื่น ๆ ซึ่งอาจทำให้บางคนคุ้นเคยกับศิลปินด้านแสง นอกจากนี้ยังกำหนดให้ศิลปินพื้นผิว / วัตถุต้องทำบางอย่างที่แตกต่างกัน (โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ specular) และพวกเขาอาจรู้สึกหงุดหงิดกับการสูญเสียการควบคุมที่ชัดเจน (เช่นการล็อคไฮไลต์ specular และการสะท้อนสภาพแวดล้อมตามที่กล่าวไว้ข้างต้น พวกเขาจะต้องใช้เวลาและคำแนะนำเพื่อปรับให้เข้ากับระบบพื้นฐานทางร่างกาย

ในทางบวกเมื่อศิลปินปรับตัวและได้รับความไว้วางใจในระบบพื้นฐานทางร่างกายพวกเขามักจะชอบมันมากขึ้นเพราะมีพารามิเตอร์โดยรวมน้อยลง (ทำให้การปรับแต่งน้อยลง) นอกจากนี้วัสดุที่สร้างขึ้นในสภาพแวดล้อมแสงหนึ่งโดยทั่วไปจะดูดีในสภาพแวดล้อมแสงอื่น ๆ เช่นกัน ซึ่งแตกต่างจากรุ่น Ad-hoc อื่น ๆ ซึ่งชุดพารามิเตอร์วัสดุอาจดูดีในช่วงกลางวัน แต่มันออกมาเรืองแสงในเวลากลางคืนอย่างน่าขันหรืออะไรทำนองนั้น

นี่คือแหล่งข้อมูลที่จะมองหาการให้แสงทางกายภาพในเกม:

• SIGGRAPH 2013 หลักสูตรการแรเงาบนร่างกายโดยเฉพาะอย่างยิ่งการพูดคุยเบื้องหลังโดย Naty Hoffman ในตอนเริ่ม คุณสามารถตรวจสอบสาขาที่แล้วของหลักสูตรนี้เพื่อดูแหล่งข้อมูลเพิ่มเติม
• Sébastien Lagarde นำแบบจำลองการแรเงามาใช้ทางกายภาพและการป้อนแบบจำลองการแรเงาตามร่างกาย

และแน่นอนฉันจะให้อภัยถ้าฉันไม่ได้พูดถึงการแสดงผลทางกายภาพโดย Pharr และ Humphreys การอ้างอิงที่น่าอัศจรรย์ในเรื่องทั้งหมดนี้และคุ้มค่ากับเวลาของคุณแม้ว่ามันจะเน้นที่ออฟไลน์แทนที่จะแสดงแบบเรียลไทม์

"ถูกต้องทางร่างกาย" หมายความว่าผลลัพธ์ดูเหมือนว่ามันจะดูเหมือนในความเป็นจริงโดยสมมติว่าความเป็นจริงจะมีรูปร่างและพื้นผิวเหมือนกัน นั่นหมายความว่าทุกพื้นผิวสะท้อนแสงส่วนใหญ่กระจายแสงส่วนใหญ่จึงเป็นทางอ้อม นอกจากนี้แสงสามารถเดินทางผ่านวัสดุ

และใช่ส่วนหนึ่งของสายฟ้าที่เหมือนจริงทางกายภาพรวมถึงการสร้างแบบจำลองที่ถูกต้องของแสงที่สะท้อนจากพื้นผิว Phong เป็นค่าประมาณที่สมเหตุสมผล แต่ทำงานได้ดีสำหรับแหล่งกำเนิดแสงแบบจุดเท่านั้น - ไม่ใช่สำหรับแหล่งแสงทางอ้อมซึ่งคุณจะมีจำนวนมากในฉากที่เหมือนจริงทางกายภาพ

โปรดทราบว่า "ถูกต้องทางร่างกาย" ยังคงเป็นพื้นที่ของการวิจัย - ไม่ใช่เพียงแค่วิธีการสร้างแบบจำลองในคอมพิวเตอร์ แต่ยังรวมถึงความเป็นจริง เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าผลึกสะท้อนแสงบางชนิดสะท้อนปริมาณแสงกลับไปยังแหล่งกำเนิดแสงเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับทิศทางอื่น