El modelo correcto para el sombreado en Ray Tracing

Question

Me pregunto acerca de la forma más precisa de calcular la sombra generada a partir de varias fuentes de luz y luz ambiental. La luz ambiental es la luz que existe en todo el mundo con la misma intensidad y sin una dirección particular, y la iluminación difusa es la iluminación que se produce debido a una iluminación directa desde una fuente de luz puntual.

Dado que Ka es el coeficiente de la reflectividad ambiente superficie, Ia es la intensidad de la luz ambiente, Kd es la reflectividad difusa de la superficie, Ip1 es la intensidad de la primera (en consecuencia) el punto fuente de luz, N es la superficie normal, y L1 es la dirección de la luz (de la primera fuente en consecuencia).

acuerdo con mi material de referencia de la intensidad del color en el lugar debe ser:

I=Ka.Ia+Kd(Ip1(N.L1)+Ip2(N.L2)) donde '.' es el producto escalar.

Sin embargo, según mi entendimiento de la intensidad de la luz real debería hacer algún tipo de promedio entre las fuentes de luz y no sólo sumarlas, de manera que si sólo hay dos fuentes de luz la ecuación debe ser similar:

I=Ka.Ia+Kd(Ip1(N.L1)+Ip2(N.L2))/2

y si hay 3 fuentes de luz, pero el tercero se bloquea y no se ilumina la superficie directamente a continuación:

I=Ka.Ia+Kd(Ip1(N.L1)+Ip2(N.L2))/3 (de modo que si hay un lugar donde todas las 3 luces contribuyen sería aligerar más brillante.

¿Estoy en mi suposición?

Answer 1

Bueno, no, la luz no debe promediarse. Piénsalo. Si tiene una sola fuente de luz poderosa y agrega otra luz muy tenue, ¿disminuirá el color del objeto? Por ejemplo, diga que la luz potente tiene intensidad 10, el color (presumiendo que la dirección es perpendicular a la normal y sin luz ambiental, por simplicidad) sería 10. Luego, después de agregar la segunda luz tenue, con dicha intensidad, 0.1, el color sería (10 + 0.1)/2 que es 5.05. Así que agregar más luz haría que el objeto pareciera más oscuro. Eso no tiene sentido.

Answer 2

En el mundo real, la luz agrega. Debería en tu rayo trazador, también.

Answer 3

La luminancia no es una función lineal de la intensidad de la luz. En otras palabras, dos fuentes de luz idénticas dirigidas a un punto no se perciben como dos veces más "brillantes" que una luz. (Brillo es un término ambiguo: la luminancia es un término mejor que significa resplandor ponderado por la visión humana).

Lo que puede hacer como una aproximación para corregir la imagen que se va a ver en su monitor, conocer las intensidades de varios píxeles, se llama gamma correction.