Są dwa różne powszechne znaczenia „sondy świetlnej”, o których jestem świadomy. Obie reprezentują światło wokół jednego punktu na scenie, tzn. To, co zobaczylibyście wokół siebie we wszystkich kierunkach, gdybyście zostali zmniejszeni do małego rozmiaru i stali w tym punkcie.
Jednym ze znaczeń jest sferyczna harmoniczna reprezentacja światła wokół punktu. Harmoniczne sferyczne to zbiór funkcji zdefiniowanych w dziedzinie sferycznej, które są analogiczne do fal sinusoidalnych, które oscylują pewną liczbę razy wokół równika i od bieguna do bieguna na kuli.
Harmoniczne sferyczne można wykorzystać do stworzenia płynnego, zbliżonego do niskiej rozdzielczości przybliżenia dowolnej funkcji sferycznej, poprzez skalowanie i dodanie pewnej liczby harmonicznych sferycznych - zwykle 4 (znanych jako SH liniowy, pierwszego stopnia lub jednopasmowy) lub 9 ( zwany SH kwadratowym, drugiego stopnia lub dwuzakresowym). Jest to bardzo kompaktowe, ponieważ musisz tylko przechowywać współczynniki skalowania. Na przykład, dla kwadratowego SH z danymi RGB, potrzebujesz tylko 9 * 3 = 27 wartości na sondę. Zatem SH tworzy bardzo zwartą, ale także koniecznie bardzo miękką i rozmytą reprezentację światła wokół punktu. Jest to odpowiednie do oświetlenia rozproszonego i być może zwierciadlanego o wysokiej szorstkości.
Ten zrzut ekranu z bloga technicznego Simona pokazuje układ sond świetlnych SH rozmieszczonych w obrębie sceny, z których każda pokazuje pośrednie oświetlenie otrzymane w tym punkcie:
Innym obecnie powszechnym znaczeniem „sondy świetlnej” jest mapa kostki środowiska, której poziomy mip zostały wstępnie zamazane w różnym stopniu, dzięki czemu można ją stosować do oświetlenia lustrzanego o różnych poziomach chropowatości. Ten obraz z bloga Seb Lagarde pokazuje podstawową ideę:
Mipsy o wyższej rozdzielczości (w lewo) są używane do bardzo wypolerowanych powierzchni, na których potrzebujesz szczegółowego obrazu odbitego. W prawo, poziomy mipu o niższej rozdzielczości są coraz bardziej rozmyte i są wykorzystywane do odbić od szorstszych powierzchni. W module cieniującym, próbkując tę mapę sześcianów, możesz obliczyć żądany poziom mip na podstawie szorstkości materiału i skorzystać z trójliniowego sprzętu filtrującego.
Oba te typy sond świetlnych są wykorzystywane w grafice w czasie rzeczywistym do przybliżania oświetlenia pośredniego. Podczas gdy oświetlenie bezpośrednie można obliczyć w czasie rzeczywistym (lub co najmniej dobrze przybliżone dla oświetlenia obszarowego), oświetlenie pośrednie jest zwykle nadal wypalane w trybie offline z uwagi na jego złożoność i narzut obliczeniowy.
Tradycyjnie wynikiem procesu pieczenia byłyby lightmapy, ale lightmapy działają tylko w przypadku rozproszonego oświetlenia w geometrii statycznej i zajmują dużo pamięci. Wypiekanie sond świetlnych SH (możesz sobie pozwolić na wiele z nich, ponieważ są bardzo kompaktowe), a także rzadsze spryskanie sondami świetlnymi z mapą kubatury, pozwala uzyskać przyzwoite rozproszone i lustrzane pośrednie oświetlenie zarówno obiektów statycznych, jak i dynamicznych. Są popularną opcją w dzisiejszych grach.