กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 2 นาที

ภาพสะท้อน (กราฟิกคอมพิวเตอร์)

การสะท้อนแสง ใน กราฟิกคอมพิวเตอร์ ใช้ในการสร้างภาพ วัตถุ สะท้อนแสง เช่น กระจก และพื้นผิวที่มันวาว

ภาพสะท้อน (กราฟิกคอมพิวเตอร์)

แบบจำลอง เรย์เทรซที่แสดงการสะท้อนแบบกระจกเงา

การสะท้อนแสงในกราฟิกคอมพิวเตอร์ใช้ในการสร้างภาพ วัตถุ สะท้อนแสงเช่นกระจกและพื้นผิวที่มันวาว

โดยทั่วไปแล้ว การคำนวณภาพสะท้อนที่แม่นยำจะใช้การติดตามรังสี (ray tracing)ในขณะที่การคำนวณภาพสะท้อนโดยประมาณสามารถทำได้เร็วกว่าโดยใช้วิธีที่ง่ายกว่า เช่นการแมปสภาพแวดล้อม (environment mapping ) การสะท้อนแสงบนพื้นผิวที่มันวาว เช่น ไม้หรือกระเบื้อง สามารถเพิ่มความสมจริงให้กับภาพเรนเดอร์ 3 มิติได้

แนวทางการแสดงผลแบบสะท้อน

การเปรียบเทียบภาพสะท้อนที่แม่นยำซึ่งคำนวณด้วยวิธีPath Tracing (ซ้าย) ภาพสะท้อนโดยประมาณด้วยวิธี Environment Mapping (กลาง) และภาพสะท้อนในพื้นที่หน้าจอ (ขวา)

สำหรับการสร้างภาพสะท้อนของสภาพแวดล้อม มีเทคนิคมากมายที่แตกต่างกันในด้านความแม่นยำ การคำนวณ และความซับซ้อนในการใช้งาน นอกจากนี้ยังสามารถนำเทคนิคเหล่านี้มาผสมผสานกันได้อีกด้วย

อัลกอริ ทึมการเรนเดอร์ภาพตามลำดับโดยอาศัยการติดตามรังสีของแสง เช่นเรย์เทรซซิ่งหรือพาธเทรซซิ่งมักจะคำนวณการสะท้อนที่แม่นยำบนพื้นผิวทั่วไป รวมถึงการสะท้อนหลายครั้งและการสะท้อนตัวเอง อย่างไรก็ตาม อัลกอริทึมเหล่านี้โดยทั่วไปยังคงใช้ทรัพยากรการคำนวณสูงเกินไปสำหรับการเรนเดอร์แบบเรียลไทม์ (แม้ว่าจะมีฮาร์ดแวร์เฉพาะทาง เช่นNvidia RTX ก็ตาม ) และต้องใช้วิธีการเรนเดอร์ที่แตกต่างจากวิธีการแรสเตอร์ไรเซชัน ที่ใช้กัน ทั่วไป

การสะท้อนบนพื้นผิวระนาบ เช่น กระจกระนาบหรือพื้นผิวน้ำ สามารถคำนวณได้อย่างง่ายดายและแม่นยำแบบเรียลไทม์ด้วยการเรนเดอร์แบบสองรอบ — รอบหนึ่งสำหรับผู้ดู และรอบหนึ่งสำหรับมุมมองในกระจก โดยปกติจะใช้บัฟเฟอร์สเตนซิล [ 1 ] เกมวิดีโอเก่าบางเกมใช้เทคนิคเพื่อให้ได้เอฟเฟกต์นี้ด้วยการเรนเดอร์แบบรอบเดียว โดยวางฉากสะท้อนทั้งหมดไว้ด้านหลังระนาบโปร่งใสที่แทนกระจก[ 2 ]

การสะท้อนแสงบนพื้นผิวที่ไม่เรียบ (โค้ง) นั้นมีความท้าทายมากขึ้นสำหรับการแสดงผลแบบเรียลไทม์ วิธีการหลักที่ใช้ ได้แก่:

  • การแมปสภาพแวดล้อม (เช่นการแมปคิวบ์ ): เทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เช่น ในวิดีโอเกม ซึ่งให้การประมาณการสะท้อนที่เพียงพอต่อสายตา แต่ขาดการสะท้อนตัวเองและต้องมีการเรนเดอร์แผนที่สภาพแวดล้อมล่วงหน้า[ 3 ] : 174 ความแม่นยำสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยใช้แผนที่สภาพแวดล้อมแบบอาร์เรย์เชิงพื้นที่แทนที่จะใช้เพียงแผนที่เดียว นอกจากนี้ยังสามารถสร้างการสะท้อนของแผนที่คิวบ์แบบเรียลไทม์ได้ โดยแลกกับหน่วยความจำและความต้องการในการคำนวณ[ 4 ]
  • การสะท้อนแสงในพื้นที่หน้าจอ (SSR): เทคนิคที่มีราคาแพงกว่าซึ่งติดตามรังสีที่มาจากข้อมูลพิกเซล วิธีนี้ต้องการข้อมูลของเวกเตอร์ปกติของพื้นผิวและบัฟเฟอร์ความลึก (พื้นที่ท้องถิ่น) หรือบัฟเฟอร์ตำแหน่ง (พื้นที่โลก) ข้อเสียคือวัตถุที่ไม่ได้จับภาพในเฟรมที่เรนเดอร์จะไม่ปรากฏในการสะท้อน ซึ่งส่งผลให้เกิดการตัดกันที่ไม่ได้รับการแก้ไขหรือผิดพลาด ทำให้เกิดสิ่งผิดปกติ เช่น การสะท้อนหายไปและภาพเสมือน SSR ได้รับการแนะนำครั้งแรกในชื่อ Real Time Local Reflections ในCryENGINE 3 [ 5 ]

ประเภทของการสะท้อน

ขัดเงา

- ภาพสะท้อนที่เรียบเนียน คือภาพสะท้อนที่ไม่ถูกรบกวน เช่น กระจกหรือพื้นผิวโครเมียม

ภาพเบลอ

- ภาพสะท้อนที่ไม่ชัดเจนหมายความว่า รอยนูนเล็กๆ หรือพื้นผิวขรุขระขนาดเล็กบนพื้นผิวของวัสดุ ทำให้ภาพสะท้อนไม่ชัดเจน

โลหะ

- ภาพสะท้อนจะเป็นแบบโลหะก็ต่อเมื่อส่วนที่สว่างและส่วนที่สะท้อนยังคงมีสีของวัตถุที่สะท้อนอยู่

มันวาว

- คำนี้อาจถูกนำไปใช้ผิดได้: บางครั้งมันเป็นค่าที่ตรงข้ามกับความเบลอ (เช่น เมื่อค่า "ความมันเงา" ต่ำ การสะท้อนจะเบลอ) บางครั้งคำนี้ถูกใช้เป็นคำพ้องความหมายกับ "การสะท้อนที่เบลอ" คำว่า "มันเงา" ในบริบทนี้หมายความว่าการสะท้อนนั้นเบลอจริง ๆ

พื้นผิวขัดเงาหรือสะท้อนแสงเหมือนกระจก

กระจกบนผนังที่แสดงผลด้วยการสะท้อนแสง 100%

โดยทั่วไปแล้วกระจกจะสะท้อนแสงได้เกือบ 100%

การสะท้อนแสงโลหะ

ทรงกลมขนาดใหญ่ทางซ้ายเป็นสีน้ำเงิน โดยเงาสะท้อนถูกระบุว่าเป็นโลหะ ส่วนทรงกลมขนาดใหญ่ทางขวามีสีเดียวกัน แต่ไม่ได้เลือกคุณสมบัติโลหะไว้

วัตถุธรรมดา (ที่ไม่ใช่โลหะ) จะสะท้อนแสงและสีในสีดั้งเดิมของวัตถุนั้น ส่วนวัตถุที่เป็นโลหะจะสะท้อนแสงและสีที่เปลี่ยนแปลงไปตามสีของตัววัตถุเอง

ภาพสะท้อนพร่ามัว

ทรงกลมขนาดใหญ่ทางด้านซ้ายตั้งค่าความคมชัดไว้ที่ 100% ส่วนทรงกลมทางด้านขวาตั้งค่าความคมชัดไว้ที่ 50% ซึ่งทำให้ภาพสะท้อนเบลอ

วัสดุหลายชนิดสะท้อนแสงได้ไม่สมบูรณ์แบบ โดยการสะท้อนแสงจะเบลอในระดับต่างๆ กันเนื่องจากความขรุขระของพื้นผิวที่ทำให้รังสีสะท้อนกระจัดกระจาย

แสงสะท้อนมันวาว

ทรงกลมทางซ้ายมีการสะท้อนแสงแบบโลหะปกติ ส่วนทรงกลมทางขวามีพารามิเตอร์เหมือนกัน ยกเว้นว่าการสะท้อนแสงถูกระบุว่าเป็น "มันเงา"

พื้นผิวสะท้อนแสงมันวาวเต็มที่ แสดงแสงสะท้อนจากแหล่งกำเนิดแสง แต่ไม่แสดงภาพสะท้อนจากวัตถุอย่างชัดเจน

ตัวอย่างของภาพสะท้อน

เงาสะท้อนบนพื้นเปียก

เอฟเฟกต์พื้นเปียก[ 6 ] เป็น เทคนิค เอฟเฟกต์กราฟิก ที่นิยมใช้ร่วมกับ หน้าเว็บสไตล์ Web 2.0โดยเฉพาะในโลโก้เอฟเฟกต์นี้สามารถทำได้ด้วยตนเองหรือสร้างด้วยเครื่องมือเสริมที่สามารถติดตั้งเพื่อสร้างเอฟเฟกต์โดยอัตโนมัติ แตกต่างจากการสะท้อนภาพคอมพิวเตอร์มาตรฐาน (และ เอฟเฟกต์น้ำ Java ที่ได้รับความนิยมใน กราฟิกเว็บรุ่นแรก) เอฟเฟกต์พื้นเปียกเกี่ยวข้องกับการไล่ระดับสีและมักจะมีมุมเอียงในการสะท้อน ทำให้ภาพที่สะท้อนดูเหมือนลอยอยู่เหนือหรือวางอยู่บนพื้นเปียก

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Reflection_(computer_graphics)&oldid=1358234050 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ภาพสะท้อน (กราฟิกคอมพิวเตอร์)

การสะท้อนแสง ใน กราฟิกคอมพิวเตอร์ ใช้ในการสร้างภาพ วัตถุ สะท้อนแสง เช่น กระจก และพื้นผิวที่มันวาว

แนวทางการแสดงผลแบบสะท้อน

สำหรับการสร้างภาพสะท้อนของสภาพแวดล้อม มีเทคนิคมากมายที่แตกต่างกันในด้านความแม่นยำ การคำนวณ และความซับซ้อนในการใช้งาน นอกจากนี้ยังสามารถนำเทคนิคเหล่านี้มาผสมผสานกันได้อีกด้วย

ประเภทของการสะท้อน

- ภาพสะท้อนที่เรียบเนียน คือภาพสะท้อนที่ไม่ถูกรบกวน เช่น กระจกหรือพื้นผิวโครเมียม

พื้นผิวขัดเงาหรือสะท้อนแสงเหมือนกระจก

โดยทั่วไปแล้วกระจกจะสะท้อนแสงได้เกือบ 100%