Войти
Рендеринг без глобального освещения. Области, которые находятся за пределами прямого света потолочной лампы, не имеют четкости. Например, корпус лампы выглядит полностью однородным. Без добавления окружающего света в рендер он выглядел бы равномерно черным. 
Рендеринг с глобальным освещением. Свет отражается от поверхностей, а цветной свет переносится с одной поверхности на другую. Обратите внимание, как цвет от красной стены и зеленой стены (не виден) отражается на других поверхностях сцены. Также следует отметить каустику, проецируемую на красную стену из-за света, проходящего через стеклянную сферу. Глобальное освещение (GI), или непрямое освещение, представляет собой группу алгоритмы, используемые в компьютерной 3D-графике, которые предназначены для добавления более реалистичного освещения в 3D-сцены. Такие алгоритмы учитывают не только свет, который исходит непосредственно от источника света (прямое освещение), но и последующие случаи, когда световые лучи от того же источника отражаются другими поверхностями в сцене, независимо от того, отражают они или нет (непрямое освещение)..
Теоретически отражения, преломления и тени являются примерами глобального освещения, потому что при их моделировании один объект влияет на рендеринг другого (в отличие от объекта, на который влияет только прямой источник света). Однако на практике только моделирование диффузного взаимного отражения или каустики называется глобальным освещением.
Изображения, визуализированные с использованием алгоритмов глобального освещения, часто кажутся более фотореалистичными, чем изображения, использующие только алгоритмы прямого освещения. Однако такие изображения являются более дорогими в вычислительном отношении и, следовательно, намного медленнее генерируются. Один из распространенных подходов - вычислить глобальное освещение сцены и сохранить эту информацию вместе с геометрией (например, светимостью). Сохраненные данные затем можно использовать для генерации изображений с разных точек обзора для генерации пошаговых обзоров сцены без необходимости многократно выполнять дорогостоящие вычисления освещения.
Radiosity, ray tracing, ray tracing, cone tracing, path tracing, транспорт света Metropolis, ambient occlusion, photon mapping, подписанное поле расстояния и освещение на основе изображения - все это примеры алгоритмов, используемых в глобальном освещении, некоторые из которых можно использовать вместе для получения не быстрых, но точных результатов.
Эти алгоритмы моделируют диффузное взаимное отражение, которое является очень важной частью глобального освещения; однако большинство из них (за исключением излучения) также моделируют зеркальное отражение, что делает их более точными алгоритмами для решения уравнения освещения и обеспечивает более реалистичное освещение сцены. Алгоритмы, используемые для расчета распределения световой энергии между поверхностями сцены, тесно связаны с моделированием теплопередачи, выполняемым с использованием методов конечных элементов в инженерном проектировании.
Внешний вид архитектурной модели 
Пример слоя Ambient occlusion Достижение точного вычисления глобального освещения в реальном времени остается трудным. В трехмерной графике в реальном времени компонент диффузного взаимного отражения глобального освещения иногда аппроксимируется термином «окружающее» в уравнении освещения, которое также называется «окружающее освещение» или «окружающий цвет» в Программные пакеты 3D. Хотя этот метод аппроксимации (также известный как «обман», потому что на самом деле это не метод глобального освещения) легко выполнить с помощью вычислений, при использовании в одиночку он не обеспечивает адекватно реалистичного эффекта. Окружающее освещение, как известно, «сглаживает» тени в 3D-сценах, делая общий визуальный эффект более мягким. Однако при правильном использовании окружающее освещение может быть эффективным способом восполнить недостаток вычислительной мощности.
В программах 3D используется все больше и больше специализированных алгоритмов, которые могут эффективно моделировать глобальное освещение. Эти алгоритмы представляют собой численные приближения к уравнению рендеринга. Хорошо известные алгоритмы для вычисления глобального освещения включают в себя трассировку пути, отображение фотонов и излучение. Здесь можно выделить следующие подходы:
В нотации светового пути глобальное освещение путей типа L ( D | S) соответствует * E.
Полную обработку можно найти в
Другой способ имитации реального глобального освещения - использование изображения с расширенным динамическим диапазоном (HDRI), также известные как карты окружающей среды, которые окружают и освещают сцену. Этот процесс известен как освещение на основе изображения.
| Метод | Описание / примечания |
|---|---|
| Трассировка лучей | Существует несколько расширенных вариантов для решения проблем, связанных с выборкой, наложение и мягкие тени: Распределенная трассировка лучей, трассировка конуса и трассировка луча. |
| Трассировка пути | Несмещенная, вариант: Двунаправленная трассировка траектории и энергия отслеживание пути перераспределения |
| Отображение фотонов | Последовательное, предвзятое; расширенные варианты: прогрессивное отображение фотонов, стохастическое прогрессивное отображение фотонов () |
| Расширенные варианты: многомерные светорезы и двунаправленные светорезы | |
| Широко используются в анимации фильмов | |
| Радиосити | Метод конечных элементов, очень хорошо для предварительных вычислений. Усовершенствованные версии - мгновенное излучение и двунаправленное мгновенное излучение |
| Транспорт света в Метрополисе | Основывается на двунаправленном отслеживании пути, несмещенное и мультиплексированное |
| Сферическое гармоническое освещение | Кодирует результаты глобального освещения для реального времени рендеринг статических сцен |
| Ambient occlusion | Физически не корректный метод, но в целом дает хорошие результаты. Подходит для предварительных вычислений. |
| Глобальное освещение на основе вокселей | Существует несколько вариантов, включая глобальное освещение с отслеживанием конуса вокселей, глобальное освещение с разреженным октодеревом вокселей и глобальное освещение вокселей (VXGI) |
| Глобальное освещение объемов распространения света | Объемы распространения света - это метод приблизительного достижения глобального освещения (GI) в реальном времени. Он использует решетки и сферические гармоники (SH) для представления пространственного и углового распределения света в сцене. Варианты объемов каскадного распространения света. |
| Глобальное освещение с отложенной передачей яркости | |
| Глобальное освещение на основе глубокого G-буфера |
