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Reflexión (gráficos por computadora)

Modelo con trazado de rayos que demuestra la reflexión especular

La reflexión en los gráficos por computadora se utiliza para representar objetos reflectantes como espejos y superficies brillantes.

Los reflejos precisos se calculan habitualmente mediante el trazado de rayos , mientras que los reflejos aproximados normalmente se pueden calcular más rápido utilizando métodos más simples, como el mapeo ambiental . Los reflejos en superficies brillantes como madera o azulejos pueden aumentar los efectos fotorrealistas de una representación 3D .

Enfoques para la representación de reflejos.

Comparación de reflejos precisos calculados con trazado de ruta (izquierda), reflejos aproximados con mapeo ambiental (centro) y reflejos del espacio de la pantalla (derecha)

Para representar reflejos del entorno existen muchas técnicas que difieren en precisión, complejidad computacional y de implementación. También es posible una combinación de estas técnicas.

Los algoritmos de representación del orden de las imágenes basados ​​en el seguimiento de rayos de luz, como el trazado de rayos o el trazado de trayectoria , normalmente calculan reflejos precisos en superficies generales, incluidos reflejos múltiples y autorreflejos. Sin embargo, estos algoritmos generalmente siguen siendo demasiado costosos desde el punto de vista computacional para la renderización en tiempo real (a pesar de que existe hardware especializado, como Nvidia RTX ) y requieren un enfoque de renderización diferente al de la rasterización habitual .

Los reflejos en superficies planas, como espejos planos o superficies de agua, se pueden calcular de forma sencilla y precisa en tiempo real con dos pasadas de renderizado: una para el espectador y otra para la vista en el espejo, generalmente con la ayuda de un buffer de plantilla . [1] Algunos videojuegos más antiguos usaban un truco para lograr este efecto con una sola pasada de renderizado al colocar toda la escena reflejada detrás de un plano transparente que representa el espejo. [2]

Los reflejos en superficies no planas (curvas) son más desafiantes para la renderización en tiempo real. Los principales enfoques que se utilizan incluyen:

Tipos de reflexión

Pulido

- Un reflejo pulido es un reflejo imperturbable, como un espejo o una superficie cromada.

Borroso

- Un reflejo borroso significa que pequeñas protuberancias aleatorias en la superficie del material hacen que el reflejo sea borroso.

Metálico

- Un reflejo es metálico si las luces y los reflejos conservan el color del objeto reflectante.

Lustroso

- Este término puede ser mal utilizado: a veces, es un escenario opuesto a borroso (por ejemplo, cuando "brillo" tiene un valor bajo, el reflejo es borroso). A veces el término se utiliza como sinónimo de "reflejo borroso". El brillo utilizado en este contexto significa que el reflejo en realidad está borroso.

Reflejo pulido o espejo

Espejo en la pared renderizado con 100% de reflexión.

Los espejos suelen ser casi 100% reflectantes.

Reflejo metálico

La gran esfera de la izquierda es azul con su reflejo marcado como metálico. La esfera grande de la derecha es del mismo color pero no tiene la propiedad metálica seleccionada.

Los objetos normales (no metálicos) reflejan la luz y los colores en el color original del objeto que se refleja. Los objetos metálicos reflejan luces y colores alterados por el color del propio objeto metálico.

reflejo borroso

La gran esfera de la izquierda tiene la nitidez establecida al 100%. La esfera de la derecha tiene una nitidez establecida al 50%, lo que crea un reflejo borroso.

Muchos materiales son reflectores imperfectos, donde los reflejos se desdibujan en diversos grados debido a la rugosidad de la superficie que dispersa los rayos de los reflejos.

reflejo brillante

La esfera de la izquierda tiene un reflejo metálico normal. La esfera de la derecha tiene los mismos parámetros, excepto que el reflejo está marcado como "brillante".

Reflejo totalmente brillante, muestra reflejos de fuentes de luz, pero no muestra un reflejo claro de los objetos.

Ejemplos de reflexiones

Reflejos del suelo mojado

El efecto de piso mojado [6] [ se necesita mejor fuente ] es una técnica de efectos gráficos popular junto con las páginas de estilo Web 2.0 , particularmente en logotipos . El efecto se puede realizar manualmente o crear con una herramienta auxiliar que se puede instalar para crear el efecto automáticamente. A diferencia de un reflejo de computadora estándar (y del efecto de agua de Java , popular en los gráficos web de primera generación ), el efecto de piso mojado implica un gradiente y, a menudo, una inclinación en el reflejo, de modo que la imagen reflejada parece estar suspendida o descansando sobre un suelo mojado. piso.

Ver también

Referencias

  1. ^ Kligard, Mark (1999). "Mejora de las sombras y los reflejos mediante el buffer de plantilla". Puerta de investigación : 7 . Consultado el 25 de abril de 2020 .
  2. ^ Secretos fuera de cámara, Metal Gear Solid: Twin Snakes - Boundary Break. 2016-11-28. El evento ocurre a las 4:32 . Consultado el 25 de abril de 2020 .
  3. ^ Fernando, Rándima; Kilgard, Mark (2003). El tutorial de Cg. La guía definitiva para gráficos programables en tiempo real . Profesional de Addison-Wesley. ISBN 9780321194961.
  4. ^ Hongtongsak, Kevin. "Mapeo de cubos dinámico". people.engr.tamu.edu . Consultado el 9 de marzo de 2024 .
  5. ^ Kasyan, Nickolay; Schulz, Nicolás; Sousa, Tiago (18 de agosto de 2011). "Secretos de la tecnología de gráficos CryENGINE 3" (PDF) . Consultado el 27 de noviembre de 2022 .
  6. ^ Nate. "Piso mojado". Archivado desde el original el 31 de mayo de 2008.