Allumenament global

Allumenament global (abreviat com IG) o allumenament indirecte és un nom general per a un grup d'algoritmes usats en gràfics per computadora tridimensionals que tenen com a objectiu afegir realisme a la modelación de la llum en escenes 3D. Dits algoritmes tenen en conte ademés de la llum provinent directament d'una font de llum(direct illumination), els rajos de llum que provenen de la mateixa font pero que han segut a través de reflexions sobre superfícies de l'escena (reflexives o no) (indirect illumination).

Reflexions, refracció, inter-reflexions difusas i ombres són tots eixemples d'allumenament global, a l'hora de modelar cada u d'estos fenomens tenim que tindre en consideració cóm cada objecte de l'escena afecta al restant. Lo contrari en el cas a on solament es té en conte l'allumenament que prové directament de la font de llum, ací s'assumix que l'únic objecte en l'escena és que està sent analisat, per tant es pot dir que esta és una aproximació local.

Les imàgens rendereadas utilisant algoritmes d'allumenament global solen tindre major foto realisme que aquelles rendereadas utilisant algoritmes d'allumenament directe únicament. No obstant, estes imàgens són computacionalment més costoses i conseqüentment molt més llentes de generar. Una aproximació comuna és computar l'allumenament global d'una escena i almagasenar eixa informació en la geometria, per eixemple, radiosidad. Eixes senyes almagasenades poden després ser usats per a generar imàgens des de diferents punts de vista, d'esta manera es poden visualisar l'escena sense tindre que realisar costosos càlculs d'allumenament de manera repetida.

Radiosidad, traçat de rajos, traçat de con, traçat de camí, transport de la llum de Metropolis, oclusió ambiental, mapejat de fotons, i Allumenament basat en imàgens són eixemples d'algoritmes usats en allumenament global, alguns dels quals poden ser usats en conjunt per a obtindre resultats precisos encara que no en gran eficiència.

Estos algoritmes modelen inter reflexions difusas la qual és una part molt important de l'allumenament global; no obstant la majoria d'estos també modelen reflexió especular, lo que els fa algoritmes més precisos per a resoldre la fòrmula d'allumenament i proveir una escena allumenada d'una forma més realista.

Els algoritmes utilisats per a calcular la distribució d'energia en forma de llum entre superfícies d'una escena estan estretament relacionats en simulacions de transferència de calor realisades en métodos de [método dels elements finitos]] en disseny ingenieril.

En els gràfics 3D en temps real, el component de inter reflexions difusas de l'allumenament global és aproximats en ocasions per un terme "ambient" en la fòrmula d'allumenament, lo que és cridat també "llum ambiental" o "color ambiental" en els paquets de programes 3D. Encara que este método d'aproximació (també conegut com "trampa" perque no és realment un método d'allumenament global) és fàcil de realisar computacionalment, quan és usat solament no dona com resultat un efecte suficientment realiste. Allumenament ambiente és conegut com a ombres "aplanadas" en escenes 3D, fent que l'efecte siga usualment més suau. No obstant, usat de manera correcta, l'allumenament ambiente pot ser una manera eficient quan es dispon de poc poder de còmput.

Procediment

Algoritmes més i més especialisats són usats en programes 3D que poden simular de manera correcta l'allumenament global. Estos algoritmes són aproximacions numèriques de la fòrmula de renderización. Ben coneguts algoritmes per a computar allumenament global són traçat de camí, Mapeado de fotons i radiosidad.

Ací es poden notar les següents aproximacions.

• Inversió: $L=(1-T{)}^{-1}{L}^e$
  • no és aplicat en la pràctica.
• Expansió: $L=\sum _{i=0}^{\mathrm{\infty }}{T}^i{L}^e$
  • aproximació bidireccional: mapejat de fotons + Traçat de rajos distribuït, traçat de camí bidireccional, transport de la llum de Metropolis
• Iteración: $L_{n}t{l}_e+=L^{(n-1)}$
  • Radiosidad

Allumenament basat en imàgens

Una atra manera de simular allumenament global real és l'us d'Alt ranc dinàmic, també coneguts com a mapes d'entorn, els quals rodegen i allumenen l'escena. Este procés és conegut com a Allumenament basat en imàgens.