ვირტუალური წერტილოვანი განათებები

Virtual Point Lights

სურათი უჩვენებს VPL მეთოდის მუშაობას ეტაპობრივად.

        გლობალური განათების გამოთვლის კიდევ ერთ საინტერესო მეთოდს წარმოადგენს ვირტუალური წერტილოვანი განათებების მეთოდი (Virtual Point Light). მეთოდის გამოყენება შესაძლებელია როგორც ზედაპირებისათვის, ასევე სივრცული განათების გასათვლელად.

სურათი უჩვენებს VPL მეთოდის მუშაობის პრინციპს. წყარო

მეთოდი თავისი მუშაობის პრინციპიდან გამომდინარე არის 2 ეტაპიანი:

• პირველ ეტაპზე ხდება განათების გზის/გზების მიდევნება და თითოეული გაბნევის ხდომილებას ვინახავთ წერტილოვანი განათების სახით. როგორც წესი ეს ეტაპი აგებს სასრული რაოდენობის ვირტუალურ წერტილოვან განათებებს და ინახავს მათ.
• მეორე ეტაპზე ხდება საბოლოო გამოსახულების თითოეული პიქსელისათვის თვალის გზების მიდევნება და თითოეულ გაბნევის ხდომილებაზე განათების გამოთვლა პირველ ეტაპზე მიღებული წერტილოვანი განათებებით.

        მეთოდი არის მიუკერძოვებელი და ითვლის გლობალურ განათებას, რადგან განათების გზის მიდევნებისას შესაძლოა ხდებოდეს ყველა ზომის სინათლის გზების აგება.

წყარო

        როგორც ვთქვით მეთოდი მის მეორე ეტაპზე ახდენს განათების დათვლას წერტილოვან განათებებთან. გამოთვლის პროცესში ხდება შებრუნებული კვადრატის წესის გამოყენება, ამის გამო როდესაც VPL ძალიან ახლოს არის შეფერადების წერტილთან მისი წვლილი ძალიან იზრდება, რაც წარმოშობს ხარვეზებს(იხილეთ მარცხენა სვეტი ქვემოთ მოცემულ სურათზე), რაც ამ მეთოდის ძირითად პრობლემას წარმოადგენს. თუკი ჩვენ შევზთუდავთ გეომეტრიულ ფაქტორს G-ს რაიმე ფიქსირებულ ზღვარზე, ეს ასეთ ადგილებში დიდ განათებას მოხსნის და ვიზუალური ხარვეზებივ გაქრება, თუმცა ეს გამოიწვევს მიკერძოებას, რომელიც ენერგიის დანაკარგით იქნება განპირობებული. ქვემოთ მოცემულ სურათზე მარცხენა სხვეტი უჩვენებს VPL მეთოდის მუშაობის შედეგს, სადაც კარგად ჩანს ზემოთხსენებული ხარვეზები, შუა სვეტი უჩვენებს ამავე მეთოდის მუშაობის შედეგს იგივე დროში, როდესაც ჩვენ შევზღუდავთ მაქსიმალურ განათებას ერთი  VPL-დან, მარჯვენა სვეტი უჩვენებს იმავე მეთოდის მიუკერძოვებნელ შედეგს დიდი რაოდენობით VPL-ებით. თუ შევადარებთ შუა და მარჯვენა სვეწებს ადვილად შევამთნევთ ენერგიის დანაკარგს მიკერძოებული რენდერის შემთხვევაში

        ვიზუალური არტიფაქტები განსაკუთრებით შესამჩნევი ხდება როდესაც განათებას ვითვლით გლუვ(glossy) ზედაპირებზე(იხილეთ ზემოთ მოცემული სურათი), რაც მეთოდს ძალიან არაპრაქტიკულს ხდის რთული ამოცანების წინაათმდეგ. ვირტუალური წერტილოვანი განათებების მეთოდში როდესაც გვსურს მიუკერძოებელი რენდერის მიღება ხმაურის გარეშე საჭიროა ძალიან დიდი რაოდენობით VPL-ების გენერაცია, რაც პირველ რიგში მეხსიერებასთანაა დაკავშირებული. ამის გამო აუცილებელი ხდება მნიშვნელოვნობით შერჩევის გამოყენება, როდესაც ვიხილავთ VPL-ებს შეფერადების წერტილში განათების დასათვლელად. მნიშვნელოვნობით შერჩევის მიზანია შეფერადების წერტილში უფრო მეტად მოვახდინოთ იმ VPL-ების განხილვა რომლებიც პოტენციურად დიდ გავლენას ახდენენ სხვებთან შედარებით. (იხილეთ ქვემოთ მოცემული სურათი)

სურათი უჩვენებს VPL მეთოდის მუშაობის შედეგს თანაბარი შერჩევით(მარცხენა) და მნიშვნელოვნობით შერჩევით (მარჯვენა)

        ასევე აღსანიშნავია ის ფაქტი რომ VPL მეთოდი მეტნაკლებად იოლად უმკლავდება კაუსტიუკური გზების ნაწილს იმის გამო რომ ის არსებულ VPL-ებს აგენერირებს სინათლის გზის მიდევნების საშუალებით.  SDS გზები მისთვისაც, როგორც ბევრი სხვა მიუკერძოებელი მეთოდისათვის მწვავე პრობლემას წარმოადგენს.