Mikä on pikselivalaistus?

”Pikselivalaistus” on tietokonegrafiikassa käytetty termi, joka osoittaa, että kolmiulotteinen (3D) kohtaus määrittää objektien värin pikselikohtaisesti eikä pisteittäin. Pikselivalaistuksen käyttö pistekohtaisen valaistuksen sijasta luo yleensä lopullisen kuvan tai kehyksen, joka näyttää realistisemmalta ja usein terävämmältä, tarkemmin määritellyltä, varsinkin kun käytetään kohoumakartoitusta. Yleensä pikselivalaistus toteutetaan käyttämällä pikselivarjostimia, jotka voivat useilla tavoilla laskea, kuinka kohtauksen valo osuu kohtauksen tiettyyn alueeseen ja minkä värin tuloksena olevan pinnan tulee olla. 3D-sovelluksissa, joissa renderöintinopeus on tärkeä, kuten dynaaminen animaatio, pikselikohtainen varjostus ei ehkä ole käytännöllinen, koska se voi vaatia useita kulkuja kohtauksen läpi tai voi yksinkertaisesti kestää liian kauan ja tehdä hyväksyttävän kuvataajuuden mahdottomaksi.

Yksi yleisimmistä valon kohdistamismuodoista 3D-kohtaukseen on käyttää menetelmää, joka tunnetaan nimellä pistevalaistus. Tämä tekniikka ottaa objektin kärkipisteet – kohdat, joissa kohteen viivat kohtaavat – ja määrittää, miltä kohteen pinnan pitäisi näyttää kyseisessä paikassa. Kun kaikkiin kohtauksen huippuihin on liitetty valaistustietoja, renderöija käyttää interpolointia tai muita algoritmeja arvioidakseen kohteen pinnan ulkonäön pisteiden välissä. Tämä johtaa yleensä alueisiin, jotka ovat riippuvaisia ​​esineen suuresta pisteiden tiheydestä saavuttaakseen teräviä valaistustehosteita, kuten phong -korostuksen, kun taas muodon, kuten kuution, jossa on vain kuusi huippua, pintojen laaja, asteittainen valaistus, tekstuurista tai valaistusasennosta riippumatta.

Sitä vastoin ohjelma voi toteuttaa pikselivalaistuksen. Tämä sisältää jokaisen pikselin läpikäymisen rasteroidussa otoksessa ja kunkin pikselin yksilöllisen värin ja valaistuksen määrittämisen riippumatta sen läheisyydestä pisteeseen. Tulokset ovat yleensä terävä ja tarkka valaistus, erityisesti peilivaikutteilla. Kompromissi paremman kuvanlaadun saavuttamiseksi on pidempi renderointiaika, koska jokainen pikseli on käsiteltävä pikselivarjostimella, vaikka tämä ei aina ole ongelma 3D -mallinnuksessa ja grafiikka- ja renderointiohjelmissa, joiden ei tarvitse ylläpitää tiettyä kehysnopeutta.

Pikselikohtaisen valaistuksen dramaattiset vaikutukset oikein käytettynä voivat todella parantaa kohteen ulkonäköä, jossa on monimutkainen kohoumakartoitus, ja pienet yksityiskohdat saattavat kadota pistekohtaisella valaistuksella. Menettelyrakenteet voivat hyötyä myös pikselikohtaisesta valaistuksesta. Lisäksi erikoistehosteet, kuten varjovolyymit, edellyttävät pikselivalaistuksen käyttöä, samoin kuin monimutkaiset valaistusheijastukset, hiukkasjärjestelmät tai jopa halot joissakin tapauksissa.