Illuminazione Luxology
L'opzione Luxology fornisce sorgenti di illuminazione sia diretta sia indiretta.
- L'illuminazione indiretta fornisce illuminazione globale o una modalità di rendering Luxology, che utilizza l'ambiente e la geometria esistente nella scena per fornire ombreggiatura.
- I modelli di illuminazione diretta utilizzano luci 3D per illuminare in maniera diretta le superfici.
Mentre questi due modelli vengono calcolati separatamente, per impostazione predefinita i risultati corrispondenti vengono sommati per raggiungere un risultato di ombreggiatura finale. Ogni modello presenta dei vantaggi specifici. Se usati insieme in modo oculato, è possibile ottimizzare sia la velocità che la qualità delle immagini sottoposte a rendering.
La luce diretta ha il vantaggio di fornire l'esatta posizione della luce, di modo che quando viene valutato il pixel, il renderer è in grado di eseguire un ciclo attraverso le luci visibili e di aggiungere i valori di ombreggiatura appropriati ad ognuno. Tale approccio di illuminazione diretta garantisce risultati precisi rapidamente. Lo svantaggio consiste nel fatto che il modello non elimina gli effetti di illuminazione secondaria quali la luce riflessa o la luce proveniente da superfici luminose. Il numero di campioni per luce deve essere superiore a uno in caso di ombre con margini tenui. Maggiore è la diffusione sui margini tenui, maggiore deve essere il valore del campione per garantire la qualità.
Illuminazione indiretta
Per comprendere appieno le impostazioni di illuminazione per il rendering Luxology, è importante capire prima il processo tecnico di illuminazione indiretta. Mentre è intuitivo immaginare una luce proveniente da una superficie luminosa o 3D, che si sposta per raggiungere le superfici e si riflette in una stanza, il processo effettivo del rendering con illuminazione indiretta è l'opposto. Dopo aver valutato la superficie, i raggi vengono proiettati esternamente alla superficie in modo casuale e vengono valutati all'impatto con altre superfici della scena. La somma di tali valutazioni contribuisce a stabilire il colore e la luminosità della superficie originale.
Per avere un'idea più precisa del modo in cui l'illuminazione indiretta viene stimata a un punto sulla superficie, si immagini la metà superiore di un globo trasparente appoggiato su una superficie in modo che la normale alla superficie del punto attraversi il Polo Nord. I raggi vengono irradiati dal punto della superficie attraverso punti casuali all'interno di ogni "cella" formata dalle linee griglia di latitudine e longitudine, con un raggio per cella. I raggi fuoriescono e colpiscono altre superfici o ambienti paralleli e il colore medio che viene visualizzato è una stima dell'irradianza indiretta. Il termine irradianza viene utilizzato per indicare la luce che colpisce la superficie.
Si immagini ora di dover ombreggiare una superficie piatta e che l'immagine dell'ambiente sia nera ad eccezione di una regione in cui è concentrata la luminosità. Ogni punto d'ombra della superficie invia raggi come descritto. È possibile che due raggi di alcuni punti colpiscano la regione luminosa, mentre per altri punti è possibile che solo un raggio riesca a colpirla e che il resto dei raggi veda nero. Con punti che rilevano il doppio dell'irradianza di altri, è possibile prevedere che la superficie avrà un aspetto piuttosto irregolare se l'opzione Memorizzazione irradianza nella cache è attivata (o sgranato se disattivata). Se tuttavia gli emisferi trasparenti vengono suddivisi in superfici più fini (ovvero utilizzando più raggi), il numero di risultati sarà molto più coerente tra i punti della superficie vicini, amalgamando così l'ombreggiatura. Mentre l'illuminazione indiretta Luxology si basa sulla campionatura emisferica, esistono due approcci molto differenti per utilizzare questi campioni: Memorizzazione irradianza nella cache e Monte Carlo.
Metodo di memorizzazione irradianza nella cache
Il metodo predefinito di campionatura si basa sulla tecnica denominata Memorizzazione irradianza nella cache. Questa tecnica sfrutta e collega un piccolo numero di campioni più precisi, con cui è possibile raggiungere un'immagine di qualità in un tempo più breve rispetto alla campionatura di ogni pixel che ha come risultato una qualità inferiore e un'immagine "sgranata". Quando l'opzione Memorizzazione irradianza nella cache viene disabilitata, l'opzione Luxology genera un campione di ombreggiatura emisferica per ogni pixel nell'immagine. Calcolare il numero di raggi utilizzati, poiché questo numero verrà moltiplicato per i milioni di pixel nell’immagine. Con l'opzione Memorizzazione irradianza nella cache attivata, l'opzione Luxology esegue una campionatura della scena in posizioni strategiche, che vengono interpolate, ottenendo un fotogramma finale più omogeneo.
Utilizzando il metodo Memorizzazione irradianza nella cache, la varianza viene dispersa di campione in campione attenuando le irregolarità. Il metodo Memorizzazione irradianza nella cache fornisce diversi approcci per ridurre gli artefatti, inclusi quelli di aumentare il numero di raggi, aggiungere super campionamenti e aumentare il numero di campioni necessari per creare un collegamento (Valori di interpolazione).
Metodo Monte Carlo
Il metodo Monte Carlo consente di utilizzare un campione di qualità inferiore (con meno raggi) per ogni pixel, mentre il metodo Memorizzazione irradianza nella cache permette di utilizzare un numero inferiore di campioni di alta qualità (con più raggi) e di collegarli insieme. Quando i campioni non sono sufficientemente precisi nel metodo Monte Carlo, significa che è presente una varianza significativa tra un pixel e l'altro e l’immagine viene visualizzata come "sgranata". Un rimedio consiste nell’aumentare il numero dei raggi per pixel, ma questo provoca un aumento notevole del tempo di Rendering. La modalità di rendering Perfezionamento progressivo utilizza il metodo Monte Carlo. Questa modalità proietta automaticamente dei raggi per pixel aggiuntivi in modo da migliorare costantemente l'immagine sottoposta a rendering finché non si decide di terminare l'elaborazione oppure finché il lasso di tempo predefinito non sia trascorso.