El auto-sombreado es un efecto de iluminación de gráficos de computadora , utilizado en aplicaciones de renderizado 3D como animación por computadora y videojuegos . El auto-sombreado permite que los objetos no estáticos en el entorno, como personajes de juegos y objetos interactivos (cubos, sillas, etc.), proyecten sombras sobre sí mismos y entre sí. Por ejemplo, sin auto-sombreado, si un personaje coloca su brazo derecho sobre el izquierdo, el brazo derecho no proyectará una sombra sobre el brazo izquierdo. Si ese mismo personaje coloca una mano sobre una pelota , esa mano proyectará una sombra sobre la pelota.
Una cosa que se debe especificar es si la sombra que se proyecta es dinámica o estática. Una pared con una sombra es una sombra estática. La pared no se mueve y, por lo tanto, su forma geométrica no se moverá ni cambiará en la escena. Una sombra dinámica es algo cuya geometría cambia dentro de una escena.
Los métodos de auto-sombreado tienen ventajas y desventajas en cuanto a calidad y velocidad, según el resultado deseado. Para mantener la velocidad, algunas técnicas se basan en soluciones rápidas y de baja resolución, lo que podría generar sombras de aspecto incorrecto que podrían estar fuera de lugar en una escena. Otras requieren que la CPU y la GPU calculen con algoritmos la ubicación exacta y la forma de una sombra con un alto nivel de precisión. Esto requiere una gran cantidad de recursos computacionales, que las máquinas más antiguas no podían manejar.
Se creó una técnica que permite calcular rápidamente una sombra sobre una superficie rugosa al encontrar los puntos altos a lo largo del origen de la fuente de luz e ignorar cualquier otro punto geométrico debajo de los picos. Imagine un amanecer en las montañas donde la luz incide sobre un pico detrás de usted, pero usted sigue estando a oscuras. La computadora no tendría que preocuparse de que necesite una sombra o luz, ya que usted está debajo del pico detrás de usted. “Height Field Self-Shadowing” genera sombras propias en campos de altura dinámicos bajo entornos de luz dinámica en tiempo real. [1]
El sombreado propio se puede utilizar para la animación interactiva del cabello, que normalmente es muy difícil de renderizar para las computadoras debido al gran aumento de las formas geométricas individuales que puede adoptar el cabello. El sombreado propio es una parte importante de una aplicación 3D que contribuye a la impresión de volumen. [2]
El volumen de sombra es una forma de utilizar el sombreado propio en una imagen o escena 3D. El método básicamente hace que un objeto 3D ocupe un volumen cerrado en una escena donde se proyecta una sombra. Esto permite que el renderizador o sombreador realice un análisis para determinar si el punto o píxel está dentro de un área sombreada o no. Esto finalmente permite que el programa determine cómo se iluminará el objeto.
El mapeo de sombras 3D es otro método que crea sombras aproximadas desde una posición establecida para crear sombras muy difusas que pueden no ser del todo precisas.
Chris Green, de Valve , un desarrollador de videojuegos , dice que los datos del mapa de relieve se derivan de descripciones geométricas de la superficie de los objetos, por lo que no se calculan las señales de iluminación significativas debido a la oclusión de la iluminación por los detalles de la superficie. [3] Una solución común es usar un canal de textura adicional para crear un campo de oclusión ambiental . Esto solo proporciona un efecto de oscurecimiento que no está relacionado con la dirección de la fuente de luz que actúa sobre la superficie. [3]
El volumen de sombra fue propuesto por Frank Crow en 1977. [4] La ventaja de un volumen de sombra era que podía usarse para sombrear todo, incluido él mismo.