From BlenderWiki

Jump to: navigation, search
Blender3D FreeTip.gif
IMPORTANT! Do not update this page!
We have moved the Blender User Manual to a new location. Please do not update this page, as it will be locked soon.

Cesty světla - paprsky

Typy záření

Typy světla (paprsků, záření ) mohou být členěny do těchto čtyř kategorií:

  • Kamera: paprsky vycházejí přímo z kamery
  • Odraz (reflexe): paprsky jsou vytvářeny odrazem od povrchu
  • Transmise: paprsky jsou vytvářeny průhodem skrze povrch
  • Stín: záření je využito pro průsvitné stíny

Záření odrazu a průsvitu může dále mít tyto vlastnosti:

  • Difuzní (Diffuse): paprsek je generován pomocí difuzního odrazu nebo přenosu (průsvitnost)
  • Lesklý (Glossy): paprsek je generován pomocí lesklého zrcadlového odrazu nebo přenos
  • Singulární (Singular): paprsek je generován dokonale ostrý odraz a přenos

Uzel cesty paprsku je možné využít k nalezení typu světla pro stínování.

Manual cycles light path rays.png

Ovládání odrazů

Maximální počet světelných odrazů lze ovládat ručně. Zatímco v ideálním případě by to mělo být počet odrazů nekonečný, v praxi může (musí) stačit menší počet odrazů. Anebo nebo některé lehké interakce mohou být záměrně vynechány pro rychlejší konvergenci výpočtu. Počet difuzních reflexí, lesklých odrazů a odrazů průchodem lze ovládat samostatně.

Cesty světla jsou pravděpodobnostně ukončeny pokud specifikujeme minimální počet světelných odrazů (nižší nežli maximální). V tomto případě bude renderování mnohem rychlejší, avšak výsledný obraz může být zrnitý (zašuměný).

Běžným zdrojem šumu je kaustika, která vzniká rozptylem a následným odrazem světla na hladkých površích. (pokud uvažujeme zdroje paprsků v kameře). Je zde možnost tuto volbu úplně vypnout.


Pojem "kaustika"

Kaustika je optický jev a je tvořená obálkou světelných paprsků odražených, anebo lomených zakřivenou plochou, nebo předmětem. Slovo kaustika také označuje obraz obálky paprsků na jiném povrchu. Běžnou ukázkou kaustiky je sklenice s vodou, na kterou svítí slunce. Sklenice vrhá stín a současně vytváří zakřivenou oblast velmi jasného světla.

Fotografie příkladu kaustiky sklenice s vodou

Fyzikální popis: pokud souběžné paprsky dopadnou na zakřivenou plochu, jsou dále lomeny v různých směrech. Vlnění z bodového zdroje světla se šíří prostředím s relativní permitivitou A, a z něho vstupuje do vrstvy, ve které permitivita nejprve klesá do jistého minima a potom opět roste k hodnotě A. V určité části vrstvy dochází k tomu, že se paprsky obtáčí obloukem zpět ke zdroji. Vrcholy těchto oblouků je možné spojit pomyslnou plochou, přez kterou žádný paprsek neprojde a pod kterou se dva sousedící paprsky protínají. Tato plocha se nazývá kaustika.


Průsvitnost (Transparency)

Zkratka BSDF
Bidirectional scattering distribution function - distribuční funkce obousměrného rozptylu


Transparentní shader BSDF je předurčen ku zvláštnímu zacházení. Když přes něj prochází paprsek, světlo prochází přímo, jako v situaci, kdy v cestě paprsku nestojí žádný geometrický prvek. Typ světla se průchodem transparentním BSDF nemění.

Alpha průchod výstup je také odlišný pro transparentní BSDF. Další průsvity BSDF jsou považovány za neprůhledné, protože mění směr světla. Stejně tak nemohou být použity pro kompozici alfa, zatímco průsvitnost je možní přes BSDF.

The maximum number of transparent bounces is controlled separately from other bounces. It is also possible to use probabilistic termination of transparent bounces, which might help rendering many layers of transparency.

Maximální počet průhledných odrazů je řízen odděleně od ostatních odrazů . Je také možné použít pravděpodobnostní ukončení průhledných odrazů které by mohly pomoci s renderováním více vrstev průhlednosti.

Všimněte si, že zatímco sémanticky paprsek prochází, jako kdyby žádná geometrie byla zasažena , čímž výkon je ovlivně, protože každý krok transparentnosti vyžaduje provedení shaderu a sledování paprsek .

Viditelnost

Objekty mohou být nastaveny jako neviditelné pro typ částečného osvětlení:

  • Kamera
  • Difůzní odraz
  • Odlesk (Glossy reflection)
  • Průchod (tramsmise)
  • Stín

Toto může být použito například při vytvoření emitující sítě neviditelnou pro paprsky kamery. Pro případ duplikovaných objektů s dědičností se dědí i vlastnost skrývání objektu před paprsky určitého typu.

Pokud jde o výkon, za použití těchto možností je více efektivní když využívá nastavení uzlu shaderu, který dosahuje stejného účinku. Objekty neviditelné pro určité typy záření budou přeskočen.


Blender3D FreeTip.gif
Názvosloví
V českém i v anglickém jazyce je nutné počítat s odlišným významem slov průsvitný (translucent) a průhledný (transparent). Obecně průsviné prostředí je takové, kterým dokáže projít světlo, zatímco průsvitné prostředí dává světlu možnost průchodu a působí na něj pouze, že jej různými způsoby lomí. Z fyzikálního pohledu jsou si prostředí obou typů velice podobná, avšak z pohledu renderování a především raytracingu ne nutné počítat s těmito oběma parametry prostředí. Velice pikantní je z pohledu fyziky optiky i nehomogenní (nesourodé) prostředí, ve kterém se například můřže světlo šířit jinak podle úhlu průchodu prostředím. Hezkou ukázkou jsou tekuté krystaly a využití v diplejích LCD).