Bagaimana saya bisa membuat shader yang akan mereproduksi efek pencahayaan ini di medan?

Perhatikan cara di mana sumber cahaya utama di setiap gambar memantul dari tanah, sebagai fungsi jarak antara sumber cahaya dan penampil (?).

Apakah ini peta specular (terbentur)? Efeknya terlihat di seluruh World of Warcraft; Saya secara khusus mengingatnya di salju di Dun Morogh, dan di tepi danau Darrowmere. Melihat langsung ke matahari diperlukan. Efeknya juga umumnya pada permukaan air di RL dan di CG. Secara khusus, saya ingin membangun efek di mana pantulan lebih intens pada permukaan tanah lebih dekat ke sumber cahaya, dan jatuh ketika mendekati penonton.

Saya membayangkan jika saya akan membangun shader seperti itu, ada beberapa fenomena tertentu yang akan saya mulai.

Pertama, sinar matahari adalah directional, artinya ia tidak memiliki posisi atau redaman.

Kedua komponen difus hanya dihitung dengan mengambil produk titik antara arah matahari dan normals permukaan, menambahkan pemetaan normal dapat menambah detail.

Bagian yang sulit adalah memodelkan komponen specular directional matahari. Jadi untuk mencapai efek serupa saya akan memecahnya menjadi masalah yang lebih kecil:

• Yang pertama adalah microfacets dari permukaan yang dapat disimulasikan menggunakan variasi bump atau pemetaan normal, ini dapat diterapkan pada komponen difus dan specular.
• Bagian kedua adalah distribusi pencahayaan specular yang tidak merata. Ini dapat dilakukan dengan menggunakan semacam peta specular.
• Sekarang bagian yang paling sulit adalah peta specular terarah yang dapat dicapai dengan menggunakan model pencahayaan Anisotropik Ward , yang memberi Anda dua parameter untuk mengontrol anisotropi dari refleksi specular, yaitu Ax, Aydalam persamaan Ward berikut.

Dimana:

• Istilah specular adalah nol jika titik ( N , L ) <0 atau titik ( N , R ) <0.
• Vektor R adalah refleksi cermin dari vektor cahaya dari permukaan.
• L adalah arah dari titik permukaan ke cahaya.
• H adalah arah setengah sudut.
• N adalah permukaan normal.
• X dan Y adalah dua vektor ortogonal dalam bidang normal yang menentukan arah anisotropik, vektor garis singgung dan bitangen dapat digunakan sebagai X,Yvektor, terutama bahwa ruang singgung sangat umum dalam grafik komputer yang dapat dihitung dalam mesin apa pun (biasanya dihitung berdasarkan pada tekstur coords).

Perhatikan dalam gambar, bagaimana pencahayaan specular terarah tidak seperti cahaya specular Phong yang umum. Berikut adalah artikel tentang model Ward dan cara mencapai efek yang berbeda. EDIT Informasi lebih lanjut tentang kesesuaian BRDF dalam hal mengurangi intensitas cahaya lebih dekat ke penonton, dapat ditemukan di sini .

Akhirnya satu lagi (opsional) dua poin yang saya kira bisa menambah gambar akhir,

• Pertama saya yakin menggunakan oklusi ambien akan membantu mendapatkan hasil yang lebih dapat dipercaya.
• Yang kedua adalah bahwa menerapkan semacam refleksi Fresnel dapat menambah efek yang bagus pada gambar, terutama dalam adegan air dan es.

Refleksi itu sendiri hanyalah refleksi specular yang Anda dapatkan sebagai output dari fungsi model iluminasi spesifik Anda.

Ada banyak model iluminasi yang berbeda dari berbagai tingkat kompleksitas yang akan menghasilkan bentuk refleksi yang mirip dengan ini, tetapi tampilan yang mirip dengan ini sudah dapat dicapai dengan model pencahayaan blinn-phong tulang telanjang sederhana , yang (sekarang) mungkin yang paling model pencahayaan dasar yang digunakan oleh mesin grafis, dan kemungkinan besar juga digunakan oleh World of Warcraft.

Ini tidak akan benar secara fisik dan sepenuhnya sama dengan gambar Anda, tetapi akan terlihat sangat mirip . Contoh Concept3D tentang model Ward lebih benar secara fisik dan berfungsi untuk jenis permukaan yang lebih kompleks (yaitu, bahan yang gundukan mikroskopis pada permukaannya tidak terdistribusi secara seragam, tetapi memiliki distribusi probabilitas yang berbeda), tetapi saya tidak tahu contoh konkretnya. penyaji waktu nyata yang menggunakannya, karena perolehan yang buruk dalam hal kualitas / kinerja.

Dalam praktiknya, jenis pantulan pada permukaan tersebut dilengkapi dengan specular / gloss tambahan dan tekstur normal, yang memodifikasi kekasaran / kekasaran suatu permukaan, dan masing-masing arah normal permukaan, yang keduanya merupakan input untuk persamaan pencahayaan. model pencahayaan yang khas. Hal ini dilakukan karena di dunia nyata, sifat fisik permukaan yang paling sering (kecuali mungkin sesuatu seperti plastik, atau cermin) tidak tetap sama di seluruh permukaan, tetapi dapat sangat bervariasi dari piksel ke piksel.

Pemetaan benjolan specular (pemetaan normal) atau pemetaan paralaks.