Iluminação Luxology

A Luxology fornece fontes de iluminação direta e indireta.

A iluminação indireta fornece uma iluminação ou um modelo global da renderização da Luxology que utiliza o ambiente e a geometria existente na cena para fornecer o sombreamento.
Modelos de iluminação direta utilizam luzes 3D para iluminar diretamente as superfícies.

Enquanto esses dois modelos são computados separadamente, por padrão, seus resultados são adicionados para dar o resultado final de sombreamento. Cada modelo tem vantagens específicas. Quando utilizado junto sabiamentemente, você pode aperfeiçoar a velocidade e a qualidade de suas imagens renderizadas.

A luz direta tem a vantagem distinta de fornecer o lugar exato da luz de modo que quando um pixel é avaliado o renderizador possa trabalhar nas luzes visíveis e adicionar os valores apropriados do sombreamento de cada um. Esta abordagem da iluminação direta dá resultados muito precisos de iluminação muito rapidamente. A desvantagem é que este modelo não conta com os efeitos de iluminação secundária, como reflexo de luz ou luz vindo de superfícies luminosas. O número de amostras por luz só precisa ser maior que uma amostra, quando a intenção é ter alguma quantidade de sombras com bordas suaves.. Quanto maior a propagação sobre a borda macia, maior deve ser o valor da amostra para fornecer a qualidade razoável.

Iluminação indireta

A fim compreender inteiramente as configurações da iluminação para a renderização da Luxology é muito importante primeiramente entender o processo técnico da iluminação indireta. Embora seja intuitivo imaginar a luz vindo de uma luz 3D ou uma superfície luminosa e viajando para alcançar as superfícies e então se refletindo ao redor de uma sala, o processo de renderização com iluminação indireta é o oposto. Enquanto a superfície é avaliada, os raios são moldados para fora da superfície aleatoriamente e avaliados quando batem nas outras superfícies na cena. A soma dessas avaliações é o que contribui para a cor e o brilho da superfície original.

Para obter uma ideia mais precisa de como a iluminação indireta é calculada em um ponto em uma superfície, imagine a metade superior de um globo transparente que descansa na superfície de modo que o normal de superfície do ponto esteja atravessando o Polo Norte. Os raios são disparados do ponto de superfície através de pontos aleatórios dentro de cada célula formada pelas linhas de grade da latitude e da longitude, com um raio por célula. Esses raios saem e atingem ou outras superfícies ou o ambiente distante e a cor média que eles veem é a estimativa da irradiância indireta. (Irradiância é o termo técnico utilizado para a luz entrante.)

Agora imagine que nós precisemos sombrear uma superfície plana, e a imagem do ambiente é toda preta, exceto uma região brilhante concentrada. Cada ponto de sombreamento na superfície envia raios conforme descrito acima. Para alguns pontos, talvez dois de seus raios atingem a região brilhante, enquanto, para outros pontos, somente um raio a atinge e o restante dos raios vê preto. Com alguns pontos recebendo duas vezes a irradiância de outros, pode-se prever que a superfície ficará bastante difusa se o Cache de Irradiância estiver ativado (ou granulado se estiver desativado). Se, contudo, nós subdividimos os hemisférios transparentes mais finamente (isto é, utilizar mais raios), o número de acertos e erros será muito mais consistente entre os pontos de superfície vizinhos, suavizando o sombreamento. Se, por um lado, a iluminação indireta da Luxology baseia-se nesta amostragem hemisférica, por outro lado, existem duas abordagens diferentes para o uso destas amostras, Cache de irradiância e Monte Carlo.

Método de cache de irradiância

O método de amostragem padrão usa uma técnica chamada cache de irradiância. O conceito por trás desta técnica é que, aproveitando um número menor de amostras mais precisas e misturando entre elas, você pode conseguir uma imagem de qualidade percebida em uma menor quantidade de tempo que fazendo a amostragem com cada pixel com menor qualidade, o que muitas vezes resulta em uma imagem "granulada". Quando o cache de irradiância é desativado, a Luxology retrocede para gerar uma amostra de sombreamento hemisférico para cada pixel na imagem. Considere o número de raios que você usa, já que este número é multiplicado por milhões de píxeis em sua imagem. Com o cache de irradiância ativo, a Luxology inteligentemente faz amostras da cena em lugares estratégicos e então interpola entre eles para um quadro final total mais suave.

Ao usar o cache de irradiância, qualquer variação é espalhada de amostra a amostra, o que produz manchas. O cache de irradiância fornece diversas abordagens para reduzir artefatos, o que inclui aumentar o número de raios, adicionar Superamostragem, e aumentar o número de amostras necessárias para criar uma mesclagem (valores de interpolação).

Método de Monte Carlo

O método de Monte Carlo usa uma amostra de qualidade inferior (menos raios) em cada pixel, enquanto o método de cache de irradiância usa menos amostras de qualidade muito mais elevadas (mais raios) e mistura-as. Quando as amostras não são precisas o suficiente em Monte Carlo, há variação significativa de um pixel para o próximo e a imagem aparece como "granulada". Um remédio é aumentar o número de raios por pixel, mas isto faz o tempo de renderização aumentar dramaticamente. O modo de renderização com refinamento progressivo usa o método de Monte Carlo. Ele aciona automaticamente raios adicionais por pixel de forma que a imagem renderizada é melhorada continuamente até você parar o processo ou ter passado uma quantidade predefinida de tempo.