Mis on pikslipõhine valgustus?

“Pikslipõhine valgustus” on arvutigraafikas kasutatav termin, mis näitab, et kolmemõõtmeline (3D) stseen määrab objektide värvi pikslite kaupa, mitte tippude kaupa. Pikslipõhise valgustuse kasutamine tipupõhise valgustuse asemel loob tavaliselt viimistletud pildi või kaadri, millel on realistlikum ja sageli teravam, paremini määratletud välimus, eriti kui kasutatakse konaruste kaardistamist. Üldiselt rakendatakse pikslite kohta valgustust pikslivarjutajate abil, mis võivad kasutada mitmeid viise, et arvutada, kuidas stseeni valgus tabab stseeni konkreetset piirkonda ja mis värvi peaks olema saadud pind. 3D-rakendustes, kus renderdamise kiirus on oluline (nt dünaamiline animatsioon), ei pruugi pikslipõhine varjutamine olla otstarbekas, kuna see võib nõuda mitut stseeni läbimist või võib lihtsalt võtta liiga kaua aega ja muuta vastuvõetava kaadrisageduse saavutamise võimatuks.

Üks levinumaid vorme valguse rakendamiseks 3D-stseenile on meetodi kasutamine, mida nimetatakse tipupõhiseks valgustuseks. See meetod võtab objekti tipud – punktid, kus objekti jooned kohtuvad – ja määrab, milline peaks objekti pind selles ühes kohas välja nägema. Kui stseeni kõikidele tippudele on lisatud valgustusteave, kasutab renderdaja interpolatsiooni või muud tüüpi algoritme, et hinnata tippudevahelise objekti pinna välimust. Selle tulemuseks on tavaliselt alad, mis sõltuvad objekti suurest tippude tihedusest, et saavutada teravaid valgusefekte, näiteks phongi esiletõstmist, samas kui sellisel kujul nagu kuubik, millel on ainult kuus tippu, on pindade lai, astmeline valgustus. olenemata tekstuurist või valgustusasendist.

Seevastu programm võib rakendada pikslipõhise valgustuse. See hõlmab rasteriseeritud stseeni iga piksli läbimist ning iga piksli individuaalse värvi ja valgustuse määramist, olenemata selle lähedusest tipule. Tulemuseks on tavaliselt terav ja täpne valgustus, eriti peegeldavate efektidega. Kompromiss parema pildikvaliteedi nimel on pikem renderdusaeg, sest iga pikslit peab töötlema pikslivarjutaja, kuigi 3D-modelleerimise ning graafika ja renderdusprogrammide puhul, mis ei pea säilitama kindlat kaadrisagedust, pole see alati muret.

Pikslipõhise valgustuse dramaatilised efektid, kui seda õigesti rakendatakse, võivad tegelikult parandada objekti välimust, millele on rakendatud keerukas konaruste kaardistamine, ja tipupõhise valgustusega võivad pisidetailid kaotsi minna. Protseduurilised tekstuurid võivad samuti kasu saada pikslipõhisest valgustusest. Lisaks nõuavad eriefektid, nagu varjude maht, pikslipõhise valgustuse kasutamist, nagu ka keerukaid valguspeegeldusi, osakeste süsteeme või mõnel juhul isegi halosid.