Saya tidak dapat menemukan sesuatu yang komprehensif menggunakan Google. Saya bertanya-tanya apa konsep inti dari pencahayaan yang benar secara fisik, dan di mana saya bisa membacanya. Tentang pencahayaan apa yang benar secara fisik? Apakah penerangan Phong pada umumnya salah secara fisik?
Jawaban:
Ini adalah topik yang jauh lebih besar daripada yang bisa dibahas dalam jawaban, tetapi secara singkat:
Naungan berbasis fisik berarti meninggalkan model fenomenologis , seperti model naungan Phong, yang hanya dibangun untuk "terlihat baik" secara subyektif tanpa didasarkan pada fisika dengan cara nyata, dan beralih ke model pencahayaan dan naungan yang diturunkan dari hukum fisika dan / atau dari pengukuran aktual dunia nyata, dan dengan ketat mematuhi batasan fisik seperti konservasi energi.
Misalnya, dalam banyak sistem rendering yang lebih lama, model naungan mencakup kontrol terpisah untuk sorotan specular dari titik lampu dan refleksi lingkungan melalui cubemap. Anda bisa membuat shader dengan specular dan refleksi yang diatur ke nilai yang sangat berbeda, meskipun keduanya adalah contoh dari proses fisik yang sama . Selain itu, Anda dapat mengatur specular ke kecerahan sembarang, bahkan jika itu akan menyebabkan permukaan memantulkan lebih banyak energi daripada yang sebenarnya diterima.
Dalam sistem berbasis fisik, titik cahaya specular dan refleksi lingkungan akan dikendalikan oleh parameter yang sama, dan sistem akan diatur untuk secara otomatis menyesuaikan kecerahan komponen specular dan difus untuk menjaga konservasi energi secara keseluruhan. Selain itu, Anda ingin mengatur kecerahan specular ke nilai realistis untuk materi yang Anda coba simulasikan, berdasarkan pengukuran.
Pencahayaan atau naungan berbasis fisik mencakup BRDF berbasis fisik, yang biasanya didasarkan pada teori microfacet , dan transportasi cahaya yang benar secara fisik, yang didasarkan pada persamaan rendering (meskipun sangat didekati dalam kasus permainan waktu nyata).
Ini juga mencakup perubahan yang diperlukan dalam proses seni untuk memanfaatkan fitur-fitur ini. Beralih ke sistem berbasis fisik dapat menyebabkan gangguan bagi artis. Pertama-tama membutuhkan pencahayaan HDR penuh dengan tingkat kecerahan yang realistis untuk sumber cahaya, langit, dll. Dan ini dapat membiasakan diri dengan seniman pencahayaan. Hal ini juga membutuhkan seniman tekstur / material untuk melakukan beberapa hal secara berbeda (terutama untuk specular), dan mereka dapat frustrasi dengan hilangnya kontrol yang nyata (misalnya, mengunci bersama sorotan specular dan refleksi lingkungan seperti disebutkan di atas; seniman akan mengeluh tentang ini). Mereka akan membutuhkan waktu dan bimbingan untuk beradaptasi dengan sistem berbasis fisik.
Di sisi positifnya, sekali seniman telah beradaptasi dan mendapatkan kepercayaan pada sistem berbasis fisik, mereka biasanya akhirnya lebih menyukainya, karena ada lebih sedikit parameter secara keseluruhan (lebih sedikit pekerjaan yang harus mereka tweak). Juga, bahan yang dibuat dalam satu lingkungan pencahayaan umumnya terlihat baik di lingkungan pencahayaan lain juga. Ini tidak seperti model ad-hoc lainnya, di mana satu set parameter material mungkin terlihat bagus di siang hari, tetapi keluar sangat bercahaya di malam hari, atau sesuatu seperti itu.
Berikut adalah beberapa sumber yang perlu diperhatikan untuk pencahayaan berbasis fisik dalam permainan:
Dan tentu saja, saya akan lalai jika saya tidak menyebutkan Rendering Berbasis Fisik oleh Pharr dan Humphreys, referensi yang luar biasa pada seluruh subjek ini dan sangat berharga untuk waktu Anda, meskipun berfokus pada render offline daripada render waktu-nyata.
"Secara fisik benar" berarti bahwa hasilnya akan terlihat dalam kenyataan, dengan asumsi bahwa kenyataan akan dibentuk dan bertekstur sama. Itu artinya, misalnya, semua permukaan memantulkan cahaya, sebagian besar tersebar, sehingga sebagian besar cahaya tidak langsung. Juga, cahaya dapat melakukan perjalanan melalui bahan.
Dan ya, satu bagian spesifik dari petir yang realistis secara fisik mencakup pemodelan cahaya yang benar yang dipantulkan dari permukaan. Phong adalah perkiraan yang masuk akal, tetapi hanya bekerja dengan baik untuk titik lightsources - jadi tidak untuk lightsources tidak langsung, yang Anda akan memiliki banyak dalam adegan realistis secara fisik.
Perlu diingat bahwa "benar secara fisik" masih merupakan bidang penelitian - tidak hanya bagaimana memodelkannya di komputer, tetapi juga kenyataan. Hanya beberapa tahun yang lalu para ilmuwan menemukan bahwa beberapa kristal reflektif memantulkan jumlah cahaya dua kali lipat kembali ke sumber dibandingkan dengan arah lain.