Radiosity Algorithm

熱輻射演算法簡介

29193007孫 弘2003.05.19

大 綱

何謂 Shader

Ray-tracing and Radiosty 之比較

Radiosity 演算法

Shader Type

Wire

Constant Shading

Shader Type

Flat shading 根據光線來源與接觸表面的法向線夾角

計算出該面所得到的光線強度

右圖顯示一個八面柱體受光後的表面輝度

Shader Type

Shading Type 1971 Gouraud shading

1975 Phong shading （ Bui-Tuong, Phong ）

Shader Type

Goraud shading 顯示計算 • Goraud Shading 計算每個頂點的角度，紀錄每個與光源角度有關

的頂點與光線的夾角角度，以計算該頂點的亮度

Shader Type

Gouraud shading 顯示計算• v1=40• v2=20• d=78.09

•s=(20-40)/78.09

•s=-20/78.09

•s=-0.252876

Shader Type

Phong shading 質感

Diffuse

Ambient

Specular

Glossiness

Left ： Specular reflectionRight ： Diffuse reflection

Ray-tracing and Radiosty 之比較

Ray-tracing 最早的 Global Illumination 演算法之一 回溯追蹤螢幕中作用於 3D 模型上每一個像素上的光線 能 精確說明直接照明的 夠 GI 特性、鏡射效果以及透過透明的材

料的陰影和折射 無法計算反（漫）射光線

Ray-tracing and Radiosty 之比較

Radiosity 計算在環境中所有表面上的光強度 不是由銀幕上所看到的角度去計算，無論觀點為何，其結果都相

同 計算完成後能 即時展示成果夠 無法計算反光點及透明性物體

Radiosity

Radiosity－基本演算式

Radiosity－演算分析

The Form Factor

The Nusselt Analog

The Hemicube

Radiosity－演算法

The "Full Matrix" Radiosity Algorithm

The "Progressive" Radiosity Algorithm

Radiosity－ Progressive演算範例

Radiosity－演算法之優缺點

Advantages: Photorealistic image quality Accurate simulation of energy transfer Soft shadow and diffuse interreflection

Disadvantages: Large computational and storage costs Must preprocess polygonal environments Non-diffuse components of light not represents

真假之間

Radiosity－新趨勢

The Two-Pass Radiosity Solution非觀點取決：以 Radiosity演算法計算全域的漫射照明度

觀點取決：以 Ray-tracing演算法做合成計算全域的反光區亮度

合併 Radiosity演算法的強度與 Ray-tracing演算法的資料，可以更佳精確且有效率的解算光線傳播問題

Arnold 算圖引擎