Отраженный свет и поглощаемость
Попадающий на объект свет поглощается или отражается. Красные объекты поглощают зеленый и синий цвет, отражая обратно красный цвет. Поэтому такие объекты воспринимаются как "красные". Кроме того, что отраженный цвет попадает в глаза, он воздействует на соседние объекты отраженным или отскочившим светом. Расположение матового красного объекта возле матовой белой стены и освещение сцены белым источником цвета создает красный оттенок на областях "белой" стены. Говорят, что стена унаследовала отбитый цвет. Более наглядным примером является помещение, освещенное потайными источниками света. Комната полностью освещается сверху, однако детали и цвет потолка можно различить. Это происходит в связи с тем, что потолок освещается светом, отраженным от пола, стен и мебели. Подобный эффект отскочившего, унаследованного и отраженного света в компьютерной графике известен как отражаемость и он получается только в специально предназначенных для такого типа моделирования визуализаторах. Визуализация путем трассировки лучей отслеживает лучи от источника до поверхности, непрерывно отражающиеся от поверхностей и попадающие на другие поверхности до тех пор, пока они больше не находятся в пределах сцены.
Хотя визуализатор 3DS МАХ использует метод трассировки лучей для вычисления теней, он является визуализатором сканирования линий (как знаменитый визуализатор RenderMan в Pixar). Традиционный способ трассировки лучей используется для расчета отражений от блестящих зеркальных поверхностей. Полные визуализаторы с трассировкой лучей отслеживают векторы от точки обзора до каждой поверхности. Если поверхность зеркальная, отражается дополнительный луч, чтобы уловить то, что является видимым в отражении. Если на пути луча находится еще одна блестящая поверхность, он отражается снова и так до тех пор, пока луч не оттолкнется от сцены или не попадет на неблестящую поверхность. Именно так моделируются типовые рекурсивные отражения трассируемых лучей и это является причиной того, почему визуализация трассируемых лучей происходит настоль медленно.
Визуализаторы отражаемости отличаются от визуализаторов с трассировкой лучей в том, что они вычисляют диффузионные, а не зеркальные отражения. Энергия света от каждого источника света прослеживается до самой поверхности, вычисляется поглощение и затем отражение оставшейся энергии на другие поверхности на сцене. Эта энергия отталкивается пропорционально диффузионному цвету поверхности, а не в связи с ее блеском или зеркальностью. При этом отражаемость визуализирует эффект отраженного света, а не его зеркальные отражения. Освещенность является совершенной, но все на сцене кажется плоским.
Эффекты визуализации отражаемости являются ошеломляющими, однако время вычислений и компьютерное время очень велики. В то время, как визуализация с трассировкой лучей занимает время на порядок больше визуализации со сканированием линий, отражаемость еще больше усложняет уравнение. Это происходит ввиду того, что отражения при трассировке лучей можно видеть только с одной точки просмотра, и отраженные лучи, в конце концов, находят выход, в то время как лучи отраженной энергии в модели отражаемости отскакивают в пределах сцены и всегда постоянно слабеют. Визуализации отражаемости являются временными решениями, поскольку в определенный момент они прекращаются для создания заданного изображения. Визуализации отражаемости, которые демонстрируют зеркальные отражения, на самом деле являются комбинацией — отражаемость объединяется с отражениями визуализации с трассировкой лучей.
Хотя 3DS МАХ обеспечивает несколько методов для изолирования или приближения трассируемых лучей . с использованием технологии теней и карт отражения, эффекты отражаемости непосредственно в нее не встроены. Это не означает, что вам следует отбрасывать или отказываться от этого эффекта потому, что с помощью тщательного размещения источников света и определения материалов в пределах 3DS МАХ можно смоделировать множество таких эффектов. Отражаемость является осязаемым явлением реального мира, и если вашей целью является фотореализм, следует затратить определенные усилия на аппроксимацию этих эффектов. Это особенно важно, если конечным продуктом должно быть неподвижное изображение, на котором можно задержать глаз для оценки сцены. Более подробная информация об отражаемости приводится в главе 19.
