वैश्विक चमक

वैश्विक रोशनी के बिना प्रतिपादन। सीलिंग लैंप के सीधे प्रकाश के बाहर स्थित क्षेत्रों में परिभाषा की कमी होती है। उदाहरण के लिए, लैम्प की हाउसिंग पूरी तरह से एक समान दिखाई देती है। रेंडर में परिवेशी प्रकाश जोड़े बिना, यह समान रूप से काला दिखाई देगा।

वैश्विक रोशनी के साथ प्रतिपादन। प्रकाश सतहों से परावर्तित होता है, और रंगीन प्रकाश एक सतह से दूसरी सतह पर स्थानांतरित होता है। ध्यान दें कि दृश्य में अन्य सतहों पर लाल दीवार और हरी दीवार (दृश्यमान नहीं) से रंग कैसे प्रतिबिंबित होता है। यह भी उल्लेखनीय है कि कास्टिक कांच के गोले से गुजरने वाले प्रकाश से लाल दीवार पर प्रक्षेपित होता है।

वैश्विक चमक (जीआई), या अप्रत्यक्ष रोशनी, 3 डी कंप्यूटर ग्राफिक्स में उपयोग किए जाने वाले कलन विधि का एक समूह है जो 3डी दृश्यों में अधिक यथार्थवादी कंप्यूटर ग्राफिक्स प्रकाश जोड़ने के लिए है। इस तरह के एल्गोरिदम न केवल उस प्रकाश को ध्यान में रखते हैं जो सीधे एक प्रकाश स्रोत (प्रत्यक्ष रोशनी) से आता है, बल्कि बाद के मामलों में भी होता है जिसमें एक ही स्रोत से प्रकाश किरणें दृश्य में अन्य सतहों से परिलक्षित होती हैं, चाहे परावर्तक ("अप्रत्यक्ष रोशनी") हो या नहीं।

सैद्धांतिक रूप से, परावर्तन (कंप्यूटर ग्राफिक्स), अपवर्तन और छाया सभी वैश्विक रोशनी के उदाहरण हैं, क्योंकि उनका अनुकरण करते समय, एक वस्तु दूसरे के प्रतिपादन को प्रभावित करती है (केवल प्रकाश के प्रत्यक्ष स्रोत से प्रभावित होने वाली वस्तु के विपरीत)। व्यवहार में, हालांकि, केवल विसरित प्रतिबिंब का अनुकरण इंटररिफ्लेक्शन डिफ्यूज इंटर-रिफ्लेक्शन या कास्टिक (प्रकाशिकी) को वैश्विक रोशनी कहा जाता है।

एल्गोरिदम

वैश्विक रोशनी एल्गोरिदम का उपयोग करके प्रदान की गई छवियां प्रायः प्रत्यक्ष रोशनी एल्गोरिदम का उपयोग करने वालों की तुलना में अधिक फोटोरियलिज्म दिखाई देती हैं। हालाँकि, ऐसी छवियां कम्प्यूटेशनल रूप से अधिक महंगी होती हैं और फलस्वरूप उत्पन्न होने में बहुत धीमी होती हैं। एक सामान्य तरीका यह है कि किसी दृश्य की वैश्विक रोशनी की गणना की जाए और उस जानकारी को ज्यामिति (जैसे, रेडियोसिटी) के साथ संग्रहित किया जाए। संग्रहीत डेटा का उपयोग बार-बार महंगे प्रकाश गणनाओं के बिना एक दृश्य के पूर्वाभ्यास उत्पन्न करने के लिए विभिन्न दृष्टिकोणों से छवियां उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है।

रेडियोसिटी (कंप्यूटर ग्राफिक्स), रे ट्रेसिंग (ग्राफिक्स), किरण अनुरेखण, शंकु अनुरेखण, पाथ ट्रेसिंग, [[वॉल्यूमेट्रिक पथ अनुरेखण]], महानगर प्रकाश परिवहन, परिवेशी बाधा, फोटॉन मैपिंग, साइनड_डिस्टेंस_फंक्शन और छवि-आधारित प्रकाश व्यवस्था, ये सभी वैश्विक रोशनी में उपयोग किए जाने वाले एल्गोरिदम के उदाहरण हैं।, जिनमें से कुछ का एक साथ उपयोग करके ऐसे परिणाम प्राप्त किए जा सकते हैं जो तेज़ नहीं हैं, लेकिन सटीक हैं।

ये एल्गोरिदम मॉडल अंतर-प्रतिबिंब को फैलाते हैं जो वैश्विक रोशनी का एक बहुत महत्वपूर्ण हिस्सा है; हालांकि इनमें से अधिकांश (रेडियोसिटी को छोड़कर) परावर्तक प्रतिबिंब को भी मॉडल करते हैं, जो उन्हें प्रकाश समीकरण को हल करने के लिए और अधिक वास्तविक रूप से प्रकाशित दृश्य प्रदान करने के लिए अधिक सटीक एल्गोरिदम बनाता है। एक दृश्य की सतहों के बीच प्रकाश ऊर्जा के वितरण की गणना करने के लिए उपयोग किए जाने वाले एल्गोरिदम परिमित तत्व विश्लेषण | इंजीनियरिंग डिजाइन में परिमित-तत्व विधियों का उपयोग करके किए गए गर्मी हस्तांतरण सिमुलेशन से निकटता से संबंधित हैं।

फोटोरियलिज्म

एक वास्तुशिल्प मॉडल का बाहरी दृश्य

एक परिवेश रोड़ा परत का उदाहरण

वास्तविक समय में वैश्विक रोशनी की सटीक गणना प्राप्त करना कठिन बना रहता है। वास्तविक समय के 3डी ग्राफिक्स में, वैश्विक रोशनी के विसरित अंतर-प्रतिबिंब घटक को कभी-कभी प्रकाश समीकरण में परिवेशी शब्द द्वारा अनुमानित किया जाता है, जिसे 3डी सॉफ्टवेयर पैकेज में परिवेश प्रकाश या परिवेश रंग भी कहा जाता है। हालांकि सन्निकटन की यह विधि (जिसे चीट के रूप में भी जाना जाता है क्योंकि यह वास्तव में एक वैश्विक रोशनी विधि नहीं है) कम्प्यूटेशनल रूप से प्रदर्शन करना आसान है, जब अकेले उपयोग किया जाता है तो यह पर्याप्त यथार्थवादी प्रभाव प्रदान नहीं करता है। परिवेश प्रकाश को 3डी दृश्यों में छाया को समतल करने के लिए जाना जाता है, जिससे समग्र दृश्य प्रभाव अधिक धुंधला हो जाता है। हालांकि, ठीक से उपयोग किया जाता है, परिवेशी प्रकाश प्रसंस्करण शक्ति की कमी को पूरा करने का एक कुशल तरीका हो सकता है।

प्रक्रिया

3डी कार्यक्रमों में अधिक से अधिक विशिष्ट एल्गोरिदम का उपयोग किया जाता है जो वैश्विक रोशनी को प्रभावी ढंग से अनुकरण कर सकते हैं। ये एल्गोरिदम रेंडरिंग समीकरण के लिए संख्यात्मक सन्निकटन हैं। वैश्विक रोशनी की गणना के लिए जाने-माने एल्गोरिदम में पाथ ट्रेसिंग, फोटॉन मैपिंग और रेडियोसिटी (कंप्यूटर ग्राफिक्स) सम्मिलित हैं।

निम्नलिखित दृष्टिकोणों को यहाँ प्रतिष्ठित किया जा सकता है:

• व्युत्क्रम: $L=(1-T)^{-1}L^{e}\,$
  • व्यवहार में लागू नहीं होता है
• विस्तार: $L=\sum _{i=0}^{\infty }T^{i}L^{e}$
  • द्वि-दिशात्मक दृष्टिकोण: फोटॉन मैपिंग + वितरित किरण अनुरेखण, द्वि-दिशात्मक पथ अनुरेखण, महानगर प्रकाश परिवहन
• पुनरावृत्ति: $L_{n}tl_{e}+=L^{(n-1)}$
  • रेडियोसिटी (कंप्यूटर ग्राफिक्स)

लाइट-पाथ नोटेशन ग्लोबल लाइटिंग में L (D | S) प्रकार के पथ * E से मेल खाते हैं।

में पूरा इलाज मिल सकता है

छवि-आधारित प्रकाश व्यवस्था

वास्तविक वैश्विक रोशनी का अनुकरण करने का एक अन्य तरीका उच्च-गतिशील-श्रेणी इमेजिंग का उपयोग है। इस प्रक्रिया को छवि-आधारित प्रकाश व्यवस्था के रूप में जाना जाता है।

विधियों की सूची

पद्धति	विवरण / नोट्स
रे ट्रेसिंग	सैंपलिंग, अलियासिंग और सॉफ्ट शैडो से संबंधित समस्याओं को हल करने के लिए कई उन्नत संस्करण मौजूद हैं: वितरित रे ट्रेसिंग, कोन ट्रेसिंग और बीम ट्रेसिंग।
पथ अनुरेखण	निष्पक्ष, भिन्न: द्वि-दिशात्मक पथ अनुरेखण और ऊर्जा पुनर्वितरण पथ अनुरेखण
फोटॉन मैपिंग	संगत, पक्षपाती; संवर्धित वेरिएंट: प्रोग्रेसिव फोटॉन मैपिंग, स्टोचैस्टिक प्रोग्रेसिव फोटॉन मैपिंग ()
लाइटकट	उन्नत वेरिएंट: बहुआयामी लाइटकट और द्विदिश लाइटकट
बिंदु आधारित वैश्विक रोशनी	मूवी एनिमेशन में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है
रेडियोसिटी	परिमित तत्व विधि, पूर्व संगणनाओं के लिए बहुत अच्छी है। उन्नत संस्करण तत्काल रेडियोसिटी और द्विदिश तत्काल रेडियोसिटी हैं
महानगर प्रकाश परिवहन	द्वि-दिशात्मक पथ अनुरेखण, निष्पक्ष और बहुसंकेतन पर बनाता है
गोलाकार हार्मोनिक प्रकाश	स्थैतिक दृश्यों के रीयल-टाइम प्रतिपादन के लिए वैश्विक रोशनी के परिणामों को एन्कोड करता है
परिवेशी बाधा	शारीरिक रूप से सही तरीका नहीं है, लेकिन सामान्य तौर पर यह अच्छे परिणाम देता है। पूर्वगणना के लिए अच्छा है।
वोक्सेल-आधारित वैश्विक रोशनी	कई वेरिएंट मौजूद हैं, जिनमें वोक्सल कोन ट्रेसिंग ग्लोबल इल्युमिनेशन, स्पार्स वोक्सेल ऑक्ट्री ग्लोबल इल्यूमिनेशन और वोक्सल ग्लोबल इल्यूमिनेशन (VXGI) सम्मिलित हैं।
प्रकाश प्रसार मात्रा वैश्विक रोशनी	प्रकाश प्रसार मात्रा वास्तविक समय में लगभग वैश्विक रोशनी (जीआई) प्राप्त करने की एक तकनीक है। यह दृश्य में प्रकाश के स्थानिक और कोणीय वितरण का प्रतिनिधित्व करने के लिए जाली और गोलाकार हार्मोनिक्स (SH) का उपयोग करता है। वैरिएंट कैस्केड लाइट प्रोपगेशन वॉल्यूम।
आस्थगित चमक स्थानांतरण वैश्विक रोशनी
डीप जी-बफर आधारित वैश्विक रोशनी
साइन्ड डिस्टेंस फील्ड डायनामिक डिफ्यूज़ ग्लोबल इल्युमिनेशन
सर्फ़ल्स पर आधारित वैश्विक रोशनी

यह भी देखें

• एक अनुमानक का पूर्वाग्रह
• द्विदिश बिखरने वितरण समारोह
• लगातार अनुमानक
• निष्पक्ष प्रतिपादन

बाहरी संबंध

• Video demonstrating global illumination and the ambient color effect
• Real-time GI demos – survey of practical real-time GI techniques as a list of executable demos
• kuleuven - This page contains the Global Illumination Compendium, an effort to bring together most of the useful formulas and equations for global illumination algorithms in computer graphics.
• Theory and practical implementation of Global Illumination using Monte Carlo Path Tracing.