 |
|
Различные типы источников освещения
В более простых сценах, например, внутри помещений определенных смоделированных зданий используются простые источники света, расположенные на потолке. Каркас 3d модели помещения изнутри освещается несколькими источниками света, которые активируются, как только то, что освещается ими попадает в область видимости камеры.
В зависимости от того, какой тип освещения используется, нужно настраивать соответственно сцену. Хотя в данном уроке нас интересовала техническая сторона вопроса, вообще существует несколько типов освещения. Перечислив их, мы дадим вам информацию для размышлений о том, как такие типы освещения можно создать и смоделировать, так как только некоторые из этих видов сейчас смоделированы с более менее правдоподобной реалистичностью, остальные же остаются темой для размышлений программистов и многочисленных экспериментов.
Итак, перечислим основные типы освещения, элементы экстерьера:
- Рассеянное освещение от купола неба в туманную погоду
- Ясное направленное освещение лучами солнца
- Эффекты вечернего освещения (цвет солнца меняется)
- Фонари и различные источники света возле и на зданиях. Источники света в виде окон.
- Источники света, отражающееся в водной поверхности.
Перечислим основные типы освещения, для элементов интерьера:
- Обычные фонари на потолках помещений.
- Источники света от горящих и вспыхивающих предметов.
- Различные фонари, светильники, световые табло.
Для элементов экстерьера характерны некоторые сложности создания тех или иных эффектов. Например, мягкий свет от купола неба совершенно необходим в сценах где есть камни и скалы, а также загромождения объектами, так как игра мягких теней в расщелинах и впадинах выглядит наиболее эффектно при мягких ненаправленных тенях. Однако рассеянный свет очень сложно смоделировать, так как лучи света идут со всех сторон и вдобавок к тому что объект нужно осветить, нужно добавить тени, и еще и сложные тени.
Более менее просто выглядит техническая сторона вопроса с направленным освещения солнца. Солнце – это единичный источник освещения. Один объект, одни координаты. Все лучи идут в одном направлении. Единственная сложность с солнцем – это добавить тени. Тени в играх — это также многогранная тема с точки зрения программирования. В некоторых случаях, если тени слишком сложно создать используется предварительно отрендеренные тени. К счастью, в DirectX очень просто комбинировать текстуры, так что если карта теней уже есть, то можно её просто поместить в отдельную текстуру и скомбинировать две текстуры – одна будет для текстуры ландшафта(или стен интерьера), а другая – для теней.
Для интерьера характерны другие технические сложности. Во первых, когда моделируется сцена интерьера первое что бросается в глаза моделерам и программистам – это наличие большого количества источников света. Например, модель здания может насчитывать 75 внутренних светильников. Если в шейдере создан массив на 12 светильников и параметры быстродействия не позволяют задействовать больше, то как эти 75 светильников поместить и просчитать в сцене?
Другая сложность с интерьером это то, что на самом деле если в сцене пусть даже 6 светильников поблизости от текущего места действия, то реалистично отобразить их тоже не просто. Дело в том, что с точки зрения физики, все эти источники света не представляются именно 6-ю источниками с шестью координатами и т.п. С точки зрения физики луч от каждого из источников сначала падает на одну стену интерьера, потом на другую и т.п., пока интенсивность многократных отражений и рассеиваний не достигнет нуля. То есть, в сцене присутствует множество теней, мягких и жестких, и вообщем игра света настолько сложная, что просчитать её в реальном времени можно лишь очень и очень условно. Таким образом, освещение в играх было и остается отличной платформой для разнообразных экспериментов.
Заключение
В данном уроке вы узнали, какие бывают типы источников света; каким образом устанавливается освещение в Direct3D и почему для создания источников света обязательны шейдеры; вы ознакомились с вычислением освещение с точки зрения математики и каким образом полученные формулы использовать в шейдере. Также какие еще бывают типы освещения и как это связано с шейдерами. В следующем уроке мы ознакомимся с тем, как устанавливать текстуры в Direct3D.