Hacimsel renderleme temel kavramları ve terminolojisi

Hacimsel malzeme ve efekt oluşturma literatürü birçok matematiksel fizik terminolojisini kullanma eğilimindedir. Diyelim ki yüzey işleme ile ilgili kavramları iyi bir şekilde ele aldım. Hacimsel oluşturma için hangi kavramları anlamam gerekir? (Hem gerçek zamanlı hem de çevrimdışı oluşturma.)

• Hacimsel renderleme bağlamında ışık saçılması ile tam olarak ne kastedilmektedir? (Ve neden saçılma ve saçılma şeklinde ayrılıyor?)

• İletim, zayıflama ve emilim arasındaki ilişki nedir?

• Faz işlevi nedir ve hacimsel oluşturmaya nasıl oynar? (Özellikle, Henyey-Greenstein faz fonksiyonu.)

• Beer-Lambert yasası nedir ve ışık saçılımı ile nasıl ilişkilidir?

Temel olarak, bunun gibi diyagramlardan nasıl anlam çıkarabilirim?

Tüm bunları ilk kez okurken, bu büyük konuyu daha iyi anlamama yardımcı olan bu bağlantıya rastladım . Ayrıca bu , burada bahsedilen şeyler hakkında biraz daha ayrıntıya girer.

Işık saçılması, ışık bir ortam içinde dolaşırken parçacıklarla etkileşime girdiğinde ortaya çıkan doğal bir olgudur. Gönderen Vikipedi :

Işık saçılması, bir ışının düz bir yoldan sapması, örneğin yayılma ortamı, parçacıklar veya iki ortam arasındaki arayüzdeki düzensizlikler olarak düşünülebilir.

Bilgisayar grafiklerinde, ışık geçişli hacim nesnelerinin bir giriş noktasından ( A Noktası ) bir çıkış noktasına ( B Noktası ) etkisini simüle etmek için geliştirilmiş modeller vardır . Dan, ışığın olarak A için B bağlı parçacıklar ve bu etkileşimler etkileşimlere bağlı olarak bu değiştirilir genellikle şu şekilde ifade edilir Absorpsiyon , dışarı saçılımı ve saçılma . Genellikle bunların iki gruba ayrıldığını göreceksiniz; 'Işık kaybı' ve Saçılma ('ışık kazanıldı') olarak düşünmeyi sevdiğim Geçirgenlik (Absorpsiyon ve Dışarı Dağılım ).

Absorpsiyon temel olarak, başka bir enerji formuna dönüştürülen ve dolayısıyla 'kaybolan' ışık enerjisidir.

Geçirgenlik

Transmitans, bir hacmi, Absorbe zayıflatılmış olacak arkasında bu bir ortama bağlı olarak yansıyan ışığın nasıl tarif A için B . Bu genellikle ışığın zayıflatılmasını içinden geçtiği malzemenin özellikleriyle ilişkilendiren Beer-Lambert yasası ile hesaplanır.

Işık ortamdan geçerken, fotonların kendi olay yönünden uzağa dağılma olasılığı vardır ve bu nedenle onu gözlemcinin gözüne çeviremezler ve buna Dışarı Saçılma denir. Çoğu modelde İletim denklemi, Saçılma kavramını tanıtmak için biraz değiştirilir.

Saçılma

Yukarıda fotonların izleme yönünden dağılmış olması nedeniyle ışığın nasıl kaybedilebileceğini gördük. Aynı zamanda ışığı seyahat gibi görüntüleme yöne doğru geri saçılan edilebilir At A için B ve bu In-Saçınımı denir.

Parçacık In-Scattering kendisi oldukça karmaşık bir konudur, ancak temel olarak bunu İzotropik ve Anizotropik saçılmalara bölebilirsiniz. Modelleme Anizotropik saçılma bilgisayar grafikleri bu o uzanan yolculuğunda inceleyen yöne doğru dağınık olay ışığı yönden ışık miktarını açıklayan bir Faz İşlevini kullanarak basitleştirilmiştir kadar genellikle zaman önemli miktarda alacağını A'ya karşı B .

Yaygın olarak kullanılan izotropik olmayan Faz Fonksiyonuna, Geri ve İleri saçılımı modelleyebilen Henyey-Greenstein faz fonksiyonu denir. Genellikle ileri ve geri saçılmanın göreceli gücünü belirleyen tek bir parametre olan g ∈ [−1,1] vardır.