Les bases de l'illumination globale
From Kraytracing Wiki
L'illumination globale est un terme générique pour un ensemble d'algorithmes utilisés dans la création d'images 3D destinées à ajouter un éclairage plus réalistes aux scènes 3D. De tels algorithmes prennent en compte la lumière émises directement par une source lumineuse (direct illumination), mais aussi la lumière de ces mêmes sources réfléchie par les autres surfaces de la scène (indirect illumination).
Les images rendues via l'illumination globale tendent très souvent à paraître plus photoréalistes que celles utilisant uniquement les algorithmes d'illumination directe. Cependant, de telles images sont plus gourmandes en calcul et par conséquent plus lentes à générer. Une approche courante consiste à calculer l'illumination globale d'une scène et de stocker l'information dans la géométrie de l'objet (ex: radiosité). Cette information stockée peut alors être utilisée pour générer des images de différents points de vue afin de générer différentes étapes d'une scène sans avoir à utiliser des principes de calcul de lumière couteux systématiquement.
La radiosité, le ray tracing, le beam tracing, le cone tracing, le path tracing, le metropolis light transport, l'ambient occlusion, et le photon mapping sont des exemples d'algorythmes mis en jeu dans l'illumination globale, certains d'entre-eux étant utilisés conjointement afin d'obtenir des résultats rapides sans sacrifier la qualité.
Techniques d'illumination globale dans Kray
Kray peut utiliser différente techniques - le raytracing, le photon/light mapping et le path tracing. Le raytracing calcule uniquement l'illumination directe tandis que le photon mapping, le light mapping et le path tracing calculent l'illumination globale totale dans une scène.
Le Photon mapping
Le photon mapping est l'une des techniques qui contribue le plus à une rapidité de calcul en illumination globale. Il consiste en deux étapes: le lancer de photons et le final gathering. Dans la preùière étape, un nombre prédéfini de paquets de lumière appelés photons sont balancés d'une source de lumière et rebondissent partout dans la scène. Lorsqu'un photon entre en collision avec une surface, le piont d'intersection, la direction de provenance et l'énergie du photon sont stockés dans un cache appelé photon map.
Les photons peuvent être matérialisés dans Kray en utilisant le mode Photon estimate mode Global unfiltered.
Le photon mapping n'est qu'une approximation rapide d'une lumière à un point donné. Cependant, une autre étape est nécessaire pour obtenir des résultats plus précis.
Le Final Gathering
L'étape finale dans le type de rendu auquel procède Kray est le Final Gathering (FG).T
Cette technique calcule une illumination plus précise à un point donné. Elle utilise le photon map calculé à l'étape précédente afin d'accélére le processus. Calculer l'irradiance pour chaque point dans l'espace reste quoiqu'il en soit plus lent, en effet, le FG utilise une autre techniqueappellée l'irradiance caching afin d'accélérer le processus. Ce que fait l'irradiance caching et de seulement calculer l'irradiance à certains points où la lumière est plus susceptible de changer par exemple dans les coins, dans les zones d'ombre, les zones de contact entre différentes surfaces. Là ou les surfaces sont larges et plates, cette technique utilise moins de points pour gagner du temps de rendu. Kray trouve ces points en faisant une passe préliminaire avant le rend final appalé "prerender".
Il est possible de voir où Kray calcule le FG en sélectionnant le mode Photon mapping avec cache irradiance et activer show samples dans l'onglet FGb.
Vous pouvez aussi désactiver irradiance caching dans l'onglet principal en désélectionnant le bouton "cache irradiance". Ceci peut être utile dans les situations de lumière difficiles où l'irradiance mise en cache génère de nombreuses erreurs (tâches) qui ne partent pas malgré une augmentation du nombre de rayons de FG (FG rays).
Le Photon mapping et l'irradiance caching peuvent être enregistrés dans un fichier et être réutilisés pour une autre image. Dans une animation, vous n'avez donc qu'à calculer le Final Gathering pour les points qui n'ont pas encore été calculés (ceux qui n'auraient pas été vus par la caméra dans les frames précédentes).
Liens pour des informations plus détaillées:
