mapa de luz
Un mapa de luz es una estructura de datos utilizada en el mapeo de luz , una forma de almacenamiento en caché de superficie en la que el brillo de las superficies en una escena virtual se calcula previamente y se almacena en mapas de textura para su uso posterior. Los mapas de luz se aplican más comúnmente a objetos estáticos en aplicaciones que utilizan gráficos de computadora 3D en tiempo real , como los videojuegos , para proporcionar efectos de iluminación como iluminación global a un costo computacional relativamente bajo.
Quake de John Carmack fue el primer juego de computadora en usar mapas de luz para aumentar el renderizado . [1] Antes de que se inventaran los mapas de luz, las aplicaciones en tiempo real se basaban exclusivamente en el sombreado de Gouraud para interpolar la iluminación de vértices de las superficies. Esto solo permitió información de iluminación de baja frecuencia y podría crear artefactos de recorte cerca de la cámara sin una interpolación de perspectiva correcta. El mallado de discontinuidad a veces se usaba especialmente con soluciones de radiosidad para mejorar de manera adaptativa la resolución de la información de iluminación de vértices, sin embargo, el costo adicional en la configuración primitiva para la rasterización en tiempo real generalmente era prohibitivo. TerremotoEl rasterizador de software de usó el almacenamiento en caché de la superficie para aplicar cálculos de iluminación en el espacio de la textura una vez que los polígonos aparecen inicialmente dentro del frustum de visualización (creando efectivamente versiones temporales 'iluminadas' de las texturas actualmente visibles mientras el espectador negociaba la escena).
Como hardware de gráficos 3D de consumo capaz de multitexturizar , el mapeo de luz se hizo más popular y los motores comenzaron a combinar mapas de luz en tiempo real como una capa secundaria de textura de mezcla múltiple ...
Los mapas de luz se componen de lumels [2] (elementos de iluminación), análogos a los texels en el mapeo de texturas . Los lumeles más pequeños producen un mapa de luz de mayor resolución , lo que proporciona detalles de iluminación más finos al precio de un rendimiento reducido y un mayor uso de la memoria. Por ejemplo, una escala de mapa de luz de 4 lúmenes por unidad mundial daría una calidad inferior a una escala de 16 lúmenes por unidad mundial. Por lo tanto, al usar la técnica, los diseñadores de niveles y los artistas 3Da menudo tienen que hacer un compromiso entre el rendimiento y la calidad; si los mapas de luz de alta resolución se utilizan con demasiada frecuencia, la aplicación puede consumir demasiados recursos del sistema, lo que afectará negativamente al rendimiento. La resolución y el escalado del mapa de luz también pueden estar limitados por la cantidad de espacio de almacenamiento en disco, ancho de banda/tiempo de descarga o memoria de textura disponible para la aplicación. Algunas implementaciones intentan empaquetar varios mapas de luz en un proceso conocido como atlasing [3] para ayudar a sortear estas limitaciones.
La resolución y la escala del mapa de luz son dos cosas diferentes. La resolución es el área, en píxeles, disponible para almacenar uno o más mapas de luz de la superficie. El número de superficies individuales que pueden caber en un mapa de luz está determinado por la escala. Los valores de escala más bajos significan una mayor calidad y más espacio ocupado en un mapa de luz. Los valores de escala más altos significan una calidad más baja y ocupan menos espacio. Una superficie puede tener un mapa de luz que tenga la misma área, por lo que una proporción de 1:1 o menor, por lo que el mapa de luz se estira para ajustarse.
Los mapas de luz en los juegos suelen ser mapas de textura de colores o colores por vértice. Por lo general, son planos, sin información sobre la dirección de la luz, mientras que algunos motores de juegos usan múltiples mapas de luz para proporcionar información direccional aproximada para combinar con mapas normales. Los mapas de luz también pueden almacenar componentes precalculados separados de información de iluminación para iluminación semidinámica con sombreadores, como oclusión ambiental y sombra de luz solar.
