Radiosity

Z Wikipedii

Radiosity (metoda energetyczna) jest metodą wykorzystywaną w grafice komputerowej do uzyskiwania fotorealistycznych scen trójwymiarowych, a wywodzi się z efektów badań nad promieniowaniem cieplnym. Metoda ta wyznacza globalny rozkład natężenia światła uwzględniając pochłonięcia i odbicia światła jakie mają miejsce na wszystkich powierzchniach znajdujących się na scenie. Czyli modeluje prawie dokładnie to samo, co obserwujemy w rzeczywistym świecie, gdzie każda powierzchnia pochłania światło, ale także część (może) odbija. Metoda nie uwzględnia jednak efektów świetlnych zależnych od położenia obserwatora takich jak rozbłyski na powierzchniach metalicznych, odbicia zwierciadlane, załamanie światła itp. Uzyskane wyniki są niezależne od położenia obserwatora, co pozwala na wielokrotną, dowolną wizualizację sceny bez ponawiania obliczeń.

W metodzie energetycznej obiekty znajdujące się scenie trójwymiarowej podlegają rozkładowi na skończoną liczbę tzw. płatów. Z każdym płatem wiąże się współczynnik pochłaniania światła. Może być on dodatni, wtedy płat pochłania cześć energii świetlnej do niego docierającej, a resztę odbija. Gdy współczynnik ten jest ujemny płat emituje światło.

Dla każdej pary płatów określany jest współczynnik sprzężenia optycznego, który informuje ile energii świetlnej może zostać przekazane z jednego płata do drugiego. Jest to najtrudniejszy pod względem algorytmicznym i najbardziej czasochłonny etap. Jednocześnie, ze względu na błędy numeryczne, mogą występować "przecieki" światła na połączeniach płatów.

Ostatnim, finalnym krokiem w metodzie radiosity jest iteracyjne obliczenie jasności płatów.

Gdzie:

• — energia i-tego i j-tego płata
• s_ij — współczynnik sprzężenia optycznego pomiędzy i-tym, a j-tym płatem
• t — krok

Im więcej iteracji, tym uzyskany obraz jest lepszej jakości. Dobre efekty finalne uzyskuje się po połączeniu tej metody ze śledzeniem promieni, która modeluje to, co metoda energetyczna pomija.