La reflexión en los gráficos por computadora se utiliza para emular objetos reflectantes como espejos y superficies brillantes.
Se pueden lograr reflejos precisos, por ejemplo, mediante un renderizador de trazas de rayos siguiendo un rayo desde el ojo al espejo y luego calculando desde dónde rebota, y continuando el proceso hasta que no se encuentre ninguna superficie o se encuentre una superficie no reflectante. Las reflexiones aproximadas generalmente se pueden calcular más rápido utilizando métodos como el mapeo del entorno . La reflexión sobre una superficie brillante como la madera o los azulejos puede aumentar los efectos fotorrealistas de una representación 3D .
Enfoques del renderizado de reflejos
Para la representación de reflejos del entorno, existen muchas técnicas que difieren en precisión, complejidad computacional y de implementación. También es posible la combinación de estas técnicas.
Los algoritmos de representación del orden de las imágenes basados en el seguimiento de rayos de luz, como el trazado de rayos o el trazado de trayectorias , normalmente calculan reflejos precisos en superficies generales, incluidos múltiples reflejos y autorreflexiones. Sin embargo, estos algoritmos siguen siendo, en general, demasiado costosos desde el punto de vista computacional para la renderización en tiempo real (aunque existe HW especializado, como Nvidia RTX ) y requieren un enfoque de renderización diferente al de la rasterización normalmente utilizada .
Los reflejos en superficies planas, como espejos planos o superficies de agua, se pueden calcular de manera simple y precisa en tiempo real con una representación de dos pasadas: una para el espectador y otra para la vista en el espejo, generalmente con la ayuda del búfer de plantilla . [1] Algunos videojuegos antiguos usaban un truco para lograr este efecto con un renderizado de una pasada al poner toda la escena reflejada detrás de un plano transparente que representa el espejo. [2]
Los reflejos en superficies no planas (curvas) son más desafiantes para el renderizado en tiempo real. Los enfoques principales que se utilizan incluyen:
- Mapeo del entorno (por ejemplo, mapeo de cubos ): una técnica que se ha utilizado ampliamente, por ejemplo, en videojuegos, que ofrece una aproximación de reflexión que es mayormente suficiente para el ojo, pero que carece de autorreflexiones y requiere la reproducción previa del mapa del entorno. [3] : 174 La precisión se puede aumentar utilizando una matriz espacial de mapas de entorno en lugar de solo uno.
- Reflexiones del espacio de la pantalla (SSR): una técnica más cara que traza los rayos de reflexión en el espacio de la pantalla (a diferencia del espacio mundial en, por ejemplo, el trazado de rayos). Esto se hace para cada píxel renderizado de la superficie reflejada, utilizando la normal de la superficie y la profundidad de la escena. La desventaja es que los objetos no capturados en el cuadro renderizado no pueden aparecer en los reflejos, lo que da como resultado intersecciones sin resolver y una imagen de reflejo incompleta. [4]
Tipos de reflexion
- Pulido
- Un reflejo pulido es un reflejo inalterado, como un espejo o una superficie cromada.
- Borroso
- Un reflejo borroso significa que pequeñas protuberancias aleatorias en la superficie del material hacen que el reflejo sea borroso.
- Metálico
- Un reflejo es metálico si las luces y los reflejos retienen el color del objeto reflectante.
- Lustroso
- Este término se puede utilizar incorrectamente: a veces, es una configuración que es lo opuesto a borroso (por ejemplo, cuando "brillo" tiene un valor bajo, el reflejo es borroso). A veces, el término se utiliza como sinónimo de "reflejo borroso". Brillante usado en este contexto significa que el reflejo está realmente borroso.
Reflejo pulido o espejo
Los espejos suelen ser casi 100% reflectantes ...
Reflexión metálica
Los objetos normales (no metálicos) reflejan la luz y los colores en el color original del objeto que se refleja. Los objetos metálicos reflejan luces y colores alterados por el color del propio objeto metálico.
Reflexión borrosa
Muchos materiales son reflectores imperfectos, donde los reflejos se difuminan en varios grados debido a la rugosidad de la superficie que dispersa los rayos de los reflejos.
Reflexión brillante
Reflexión completamente brillante, muestra reflejos de fuentes de luz, pero no muestra un reflejo claro de los objetos.
Ejemplos de reflexiones
Reflexiones del suelo mojado
El efecto de suelo mojado [5] es una técnica de efectos gráficos popular junto con las páginas de estilo Web 2.0 , especialmente en los logotipos . El efecto se puede hacer manualmente o crear con una herramienta auxiliar que se puede instalar para crear el efecto automáticamente. A diferencia de un reflejo de computadora estándar (y el efecto de agua de Java popular en los gráficos web de primera generación ), el efecto de piso húmedo implica un gradiente y, a menudo, una inclinación en el reflejo, de modo que la imagen reflejada parece estar flotando o descansando sobre una superficie húmeda. suelo.
Ver también
Referencias
- ^ Kligard, Mark (1999). "Mejora de sombras y reflejos mediante el búfer de plantilla" : 7 . Consultado el 25 de abril de 2020 . Cite journal requiere
|journal=
( ayuda ) - ^ Secretos fuera de cámara, Metal Gear Solid: Twin Snakes - Boundary Break . El evento ocurre a las 4:32 . Consultado el 25 de abril de 2020 .
- ^ Fernando, Randima; Kilgard, Mark (2003). El tutorial de Cg. La guía definitiva para gráficos programables en tiempo real . Addison-Wesley Professional. ISBN 9780321194961.
- ^ "Unity-Technologies: Reflexiones del espacio de la pantalla" . Consultado el 25 de abril de 2020 .
- ^ Artículo de Twinsparc en el que se acuña el término