Освещение

Наши перемещаемые, масштабируемые, вращаемые и текстурированые объекты могут существовать в трехмерном пространстве и никогда не будут замечены, если останутся в темноте. Прежде чем мы сможем что-нибудь увидеть, необходимо обеспечить источник света. Когда мы увидим окончательный результат, все объекты сцены будут представлены в соответствии с параметрами установленных в сцене источников света.

Цвет источника света

Все источники света имеют один общий атрибут: цвет. Обычно источники света белые, соответственно все их цветовые составляющие имеют максимальную интенсивность. Цветовая система может изменяться от одного графического пакета к другому, но наиболее часто для определения цвета освещения используется схема RGB (Red, Green, Blue — Красный, Зеленый, Синий). В Direct3D значение каждого компонента RGB может изменяться от 0 (выключено) до 1 (максимум), таким образом белый цвет в схеме RGB задается набором значений 1, 1, 1. Красный источник освещения задается набором значений 1, 0, 0. Синий источник освещения задается набором значений 0, 1, 0. Цвета, отличающиеся от красного, зеленого и синего могут быть представлены с использованием смеси этих трех цветов. Например, желтый цвет задается набором значений 1, 1, 0.

Типы источников света

Источники света могут быть нескольких типов. Типичные источники света это рассеянный свет, точечное освещение и зональное освещение.

Рассеянный свет

Простейший источник света — это рассеянный свет (ambient light). Источник рассеянного света не имеет местоположения и освещает все объекты сцены с одинаковой интенсивностью. Это освещение удобно, потому что его просто использовать. Часто рассеянный свет используется в комбинации с более сложными источниками света.

Точечное освещение

Точечный источник света (point light) излучает свет во всех направлениях. Точечный источник света имеет заданное местоположение, но не имеет ориентации. Точечное освещение требует значительного времени на вычисления, поскольку свет от источника распространяется во всех направлениях. Однако часто расход времени на вычисления бывает оправданным из-за реалистичных эффектов, которые создает точечное освещение. Иногда точечное освещение называют всенаправленным светом (omni или omni-directional light).

Источник направленного света

Более эффективной (в смысле количества вычислений) альтернативой точечному источнику света является источник направленного света (directional light). Источник направленного света имеет ориентацию, но не имеет заданного расположения. Лучи, излучаемые источником направленного света, параллельны друг другу. При создании сцен с использованием направленного света будет казаться, что источник света находится очень далеко от объектов сцены.

Источник зонального света

Источник зонального света, или прожектор, (spot light) имеет ориентацию и заданное местоположение, и излучает световой поток в форме конуса. Характеристики конуса определяются углами светового пятна (hotspot или umbra) и зоны освещенности (fallof или penumbra). Угол светового пятна определяет конус, в котором интенсивность зонального света максимальна. Угол зоны освещенности определяет конус света с уменьшающейся интенсивностью вокруг светового пятна. Угол зоны освещенности источника зонального освещения всегда больше угла светового пятна.

Direct3D поддерживает источники рассеянного света, точечные и направленные источники света, а также источники зонального света. Также Direct3D предлагает вариант направленного источника света, называемый параллельным источником света (parallel light).