Işık probu, çevre küpü haritasından nasıl farklıdır?

Hafif bir prob dokusuna bakıldığında, bulanık bir çevre haritasına benziyor.

İkisi arasındaki fark nedir, ışık probu nasıl yapılır ve bulanık olmasının yararı nedir?

Fark ettiğim "ışık probu" nun iki farklı ortak anlamı vardır. Her ikisi de bir sahnede tek bir noktanın etrafındaki ışığı temsil eder, yani küçük bir boyuta küçülüp o noktada dursaydınız, her yönden etrafınızda göreceğiniz şey.

Bir anlam, ışığın bir nokta etrafındaki küresel harmonik temsilidir. Küresel harmonikler , ekvator etrafında belirli bir sayıda salınım yapan ve küredeki kutuptan direğe sinüs dalgalarına benzeyen küresel bir alan üzerinde tanımlanan bir işlevler topluluğudur.

Küresel harmonikler, herhangi bir küresel işlevin düzgün, düşük çözünürlüklü bir yaklaşımını oluşturmak için, genellikle 4 (doğrusal, birinci derece veya tek bant SH olarak bilinir) veya 9 ( ikinci dereceden veya ikinci bant SH olarak adlandırılır). Bu çok kompakttır, çünkü sadece ölçeklendirme faktörlerini saklamanız gerekir. Örneğin, RGB verileri olan ikinci dereceden SH için, prob başına sadece 9 * 3 = 27 değerine ihtiyacınız vardır. SH, ışığın bir nokta etrafındaki çok kompakt, ama aynı zamanda çok yumuşak ve bulanık bir temsilini yapar. Bu dağınık aydınlatma için uygundur ve belki de yüksek bir pürüzlülük ile spekülerdir.

Simon'un Tech Blogundaki bu ekran görüntüsü, bir sahne boyunca aralıklı bir dizi SH ışık probu gösterir, her biri o noktada alınan dolaylı aydınlatmayı gösterir:

"Işık probu" nun diğer bir yaygın anlamı, mip seviyeleri farklı seviyelere önceden bulanıklaştırılmış bir ortam küp haritasıdır, böylece değişen pürüzlülük düzeylerine sahip aynasal aydınlatma için kullanılabilir. Seb Lagarde'nin blogundaki bu resim temel fikri gösteriyor:

Daha yüksek çözünürlüklü mipsler (sola doğru), ayrıntılı bir yansıyan görüntüye ihtiyacınız olan çok parlak yüzeyler için kullanılır. Sağa doğru, düşük çözünürlüklü mip seviyeleri giderek bulanıklaşmakta ve daha pürüzlü yüzeylerden yansımalar için kullanılmaktadır. Bir gölgelendiricide, bu kübapapı örneklerken, malzeme pürüzlülüğüne göre istediğiniz mip seviyesini hesaplayabilir ve üçüncül filtreleme donanımından yararlanabilirsiniz.

Bu tip ışık problarının her ikisi de dolaylı aydınlatmayı yaklaşık olarak belirlemek için gerçek zamanlı grafiklerde kullanılır. Doğrudan aydınlatma gerçek zamanlı olarak (veya alan ışıkları için en azından yaklaşık olarak iyi bir şekilde) hesaplanabilirken, dolaylı aydınlatma genellikle karmaşıklığı ve hesaplama yükü nedeniyle çevrimdışı bir ön işlemde hala pişirilir.

Geleneksel olarak, pişirme işleminin sonucu ışık haritaları olacaktır, ancak ışık haritaları sadece statik geometri üzerinde dağınık aydınlatma için çalışır ve ayrıca çok fazla bellek alırlar. Bir grup SH ışık probunu pişirmek (çok kompakt oldukları için birçoğunu karşılayabilirsiniz) artı kübapap ışık problarının daha az serpilmesi, hem statik hem de dinamik nesneler üzerinde iyi dağınık ve speküler dolaylı aydınlatma elde etmenizi sağlar. Bugün oyunlarda popüler bir seçenek.