Những điều mà chỳng ta muốn thực hiện lại khụng như trong thực tế phỏt tỏn ỏnh sỏng
được gõy bởi sự tương tỏc của cỏc bề mặt, búng của ỏnh sỏng được gõy nờn bởi nhiều nguồn sỏng, rồi việc hiệu chỉnh sự phản chiếu ỏnh sỏng... Thuật toỏn chiếu sỏng toàn cục (the Global illumination Algorithm) đó thoả món được cỏc điều kiện đem lại những bức
ảnh cú độ trung thực cao. Chương này đi sõu vào nghiờn cứu chi tiết ba giải phỏp của thuật toỏn chiếu sỏng toàn cục:
Raytracing Radiosity Photon mapping
8.1.2.1. Raytracing - dựng đồ thị tia
Về cơ bản của Raytracing hoạt động dựa trờn phương phỏp dựng cỏc tia đồ thị qua cỏc
điểm ảnh trong vựng thấp của màn hỡnh và khung nhỡn được tỏc động đến. Giỏ trị ỏnh sỏng của mỗi điểm ảnh phụ thuộc vào vectơ phỏp tuyến chuẩn hoỏ và vị trớ điểm giao nhau của mỗi đối tượng cũng như vị trớ của ỏnh sỏng.
Cơ bản phương phỏp Raytracing khụng hoàn toàn là phương phỏp chiếu sỏng toàn cục bởi phương thức của ỏnh sỏng chỉ là cục bộ. Nú hoạt động dựa trờn việc đưa nhiều nguồn sỏng vào việc tạo búng, kết hợp với đa dạng ỏnh sỏng phản chiếu, độ khỳc xạ,… từ đú cú thể cho ta những bức ảnh vụ cựng sắc nột mà cú thể đỏnh lừa thị giỏc của những người xem dễ tớnh. Một dấu hiệu dễ nhận biết phương phỏp raytracing đú là hầu hết cỏc bức ảnh đều trụng rất thật, như : búng đổ cứng và khung cảnh được hợp thành bởi nhiều yếu tố lung linh. Do vậy phương phỏp Ratracing cú thể mở rộng thành phương phỏp chiếu sỏng toàn cục đầy đủ, như path tracing - lần theo dấu vết đường dẫn.
Hỡnh 8.2 Raytraced Cornell box
8.1.2.2. Radiosity
Radiosity về phương phỏp thỡ ngược với raytracing, vỡ nú chỉ giải quyết cỏc phần về
khuếch tỏn trong thuật bố trớ ỏnh sỏng.
Thuật giải của radiosity chớnh là việc chia nhỏ tất cả bề mặt của vật thành một số
mảnh hỡnh chữ nhật. Giỏ trị ỏnh sỏng của một mảnh sẽ là tổng cỏc giỏ trị ỏnh sỏng do nú phỏt ra cộng với tất cỏc cỏc ỏnh sỏng nú nhận được một cỏch trực tiếp hoặc giỏn tiếp từ
cỏc mảnh (patch) khỏc. Vỡ quỏ trỡnh này được ỏp dụng lặp đi lặp lại cho tất cả cỏc mảnh, cuối cựng nú đồng qui về giải phỏp chiếu sỏng toàn cục.
Vỡ phương phỏp này chỉ nghiờn cứu về giải phỏp khuếch tỏn ỏnh sỏng, và giải thuật này về mặt tổng quan vốn đó được mụ tả một cỏch độc lập. Điều đú cú nghĩa là giải thuật này cú thểđược xử lý trước, sau đú nú được hiển thị dưới mọi gúc độ. Tất nhiờn, nếu bất
kỳ một ỏnh sỏng hay đối tượng nào trong tổng thể bị dịch chuyển thỡ giải thuật này sẽ phải tớnh toỏn lại.
Với những nguyờn nhõn được trỡnh bày ở trờn, Radiosity khụng hoàn toàn là giải thuật chiếu sỏng toàn cục. Một giải phỏp chưa hoàn toàn chớnh xỏc nhưng vẫn cú thểđỏng tin cậy, nếu nú chuẩn theo kỹ thuật tiền xử lý của radiosity với việc thực hiện một raytracing trong suốt quỏ trỡnh tụ trỏt (render).
Hỡnh 8.3 Phương phỏp radiosity
8.1.2.3. Photon Mapping
Photon mapping là thuyết minh về chiếu sỏng toàn cục gần đõy nhất. Phương phỏp này giải quyết được phần việc của tỏn xạ ỏnh sỏng và cỏc vấn đề của phản chiếu ỏnh sỏng. Tuy nhiờn, xử lý raytracing lần thứ hai phụ thuộc hoàn toàn vào giải phỏp bắt điểm phản chiếu. Khỏi niệm của giải phỏp này khỏ đơn giản: mỗi ỏnh sỏng phỏt ra x hạt photon. Khi cỏc hạt này gặp phải một vật gỡ đú thỡ vị trớ và giỏ trị của ỏnh sỏng của chỳng sẽđược lưu lại trong một cấu trỳc dữ liệu thụng minh. Dựa vào cơ sở dữ liệu trờn cựng với kỹ thuật render, từ cỏc hạt này ta sẽ lần ngược lại dấu vết ỏnh sỏng trong thế giới thực thểđểđỏnh giỏ lại cường độ ỏnh sỏng tại từng điểm xỏc định trong khoảng đang xột.
Hỡnh 8.4 ỏnh xạ photon