Odpowiedzi:
Jest to znacznie większy temat, niż można udzielić w odpowiedzi, ale w skrócie:
Fizyczne zacienienie oznacza pozostawienie za sobą modeli fenomenologicznych , takich jak model cieniowania Phong, które są po prostu zbudowane tak, aby „subiektywnie wyglądać”, bez rzeczywistej fizyki, oraz przejście do modeli oświetlenia i cieniowania wywodzących się z praw fizyka i / lub rzeczywiste pomiary świata rzeczywistego oraz rygorystycznie przestrzegają ograniczeń fizycznych, takich jak oszczędzanie energii.
Na przykład w wielu starszych systemach renderowania modele cieniowania zawierały osobne elementy sterujące odbłyskami światła punktowego od świateł punktowych i odbicia otoczenia za pomocą mapy sześcianów. Można utworzyć moduł cieniujący z ustawieniem lustrzanym i odbiciem na niezwykle różne wartości, nawet jeśli oba są przypadkami tego samego procesu fizycznego . Ponadto można ustawić lustrzaną na dowolną jasność, nawet jeśli spowodowałoby to, że powierzchnia odbijałaby więcej energii niż faktycznie otrzymała.
W systemie opartym na fizyce zarówno punktowe zwierciadło światła, jak i odbicie otoczenia byłyby kontrolowane za pomocą tego samego parametru, a system zostałby skonfigurowany do automatycznego dostosowywania jasności zarówno elementu zwierciadlanego, jak i rozproszonego w celu utrzymania ogólnej oszczędności energii. Ponadto na podstawie pomiarów chciałbyś ustawić jasność zwierciadła na realistyczną wartość dla materiału, który próbujesz symulować.
Fizyczne oświetlenie lub cieniowanie obejmuje oparte na fizyce BRDF, które zwykle oparte są na teorii mikropacet , oraz fizycznie poprawny transport światła, który jest oparty na równaniu renderowania (choć mocno przybliżonym w przypadku gier w czasie rzeczywistym).
Obejmuje także niezbędne zmiany w procesie artystycznym, aby skorzystać z tych funkcji. Przejście na system oparty na fizyce może powodować niepokoje artystów. Przede wszystkim wymaga oświetlenia Full HDR z realistycznym poziomem jasności dla źródeł światła, nieba itp., Co może zająć trochę czasu dla artystów oświetlenia. Wymaga także od artystów tekstur / materiałów, aby robili niektóre rzeczy inaczej (szczególnie w przypadku lustra) i mogą być sfrustrowani pozorną utratą kontroli (np. Zamknięcie razem podświetlenia i refleksji otoczenia, jak wspomniano powyżej; artyści będą na to narzekać). Potrzebują trochę czasu i wskazówek, aby dostosować się do systemu opartego na fizyce.
Plusem jest to, że gdy artyści dostosują się i zyskają zaufanie do systemu opartego na fizyce, zazwyczaj bardziej go lubią, ponieważ ogólnie jest mniej parametrów (mniej pracy, aby mogli je ulepszyć). Ponadto materiały utworzone w jednym środowisku oświetleniowym ogólnie dobrze wyglądają również w innych środowiskach oświetleniowych. Jest to odmienne niż w przypadku modeli bardziej ad-hoc, w których zestaw parametrów materiałowych może wyglądać dobrze w ciągu dnia, ale wydaje się absurdalnie lśniący w nocy lub coś w tym rodzaju.
Oto niektóre zasoby, na które należy zwrócić uwagę w przypadku fizycznego oświetlenia w grach:
I oczywiście byłbym niedoceniony, gdybym nie wspomniał o fizycznym renderowaniu Pharr i Humphreys, niesamowitym nawiązaniu do tego tematu i wartym poświęcenia czasu, chociaż skupia się on raczej na renderowaniu offline niż w czasie rzeczywistym.
„Fizycznie poprawny” oznacza, że wynik wygląda tak, jakby wyglądał w rzeczywistości, przy założeniu, że rzeczywistość będzie kształtowana i teksturowana tak samo. Oznacza to na przykład, że wszystkie powierzchnie odbijają światło, głównie rozproszone, więc większość światła jest pośrednia. Ponadto światło może przenikać przez materiały.
I tak, jedna konkretna część fizycznie realistycznego pioruna obejmuje prawidłowe modelowanie światła odbitego od powierzchni. Phong jest rozsądnym przybliżeniem, ale działa dobrze tylko dla punktowych źródeł światła - więc nie dla pośrednich źródeł światła, które będziesz miał dużo w realistycznej scenie.
Pamiętaj, że „fizycznie poprawny” jest wciąż obszarem badań - nie tylko jak modelować go w komputerze, ale także rzeczywistość. Dopiero kilka lat temu naukowcy odkryli, że niektóre kryształy odblaskowe odbijają dwukrotnie więcej światła z powrotem do źródła w porównaniu do innych kierunków.