熱輻射能量算圖法(Hybrid RadioSity)

適用版本:trueSpace4以上
公佈日期:1998.10.1

這是trueSpace4全新的著色引擎中的新的算圖方式,這也是在PC軟體上一項創舉,主要是提供室內光線擴散的模擬,這項新的技術可以提供您最佳品質的畫面。

熱輻射能量算圖法

熱輻射能量算圖法與傳統的光跡追蹤算圖法的差異如下:

我們說明一下,當室內的光源照射到強壁時,光線經過牆壁的反射然後進入攝影機,所以我們才可以看到牆壁,這是正常的光學原理與成像方式。

光跡追蹤算圖法:這是trueSpace及目前多數的3D軟體使用的算圖方式。利用環境中光線的反射,計算出照射到物體表面,反射及被反射的亮度及影像,適合處理有金屬反射光澤的物件。在光線的處理上,只有進入攝影機的光線才會被計算,對於其他的光線則會被忽略;以上面的例子而言,它就不會再去計算牆壁反射到地板,甚至地板再反射回牆壁的光線了。

熱輻射能量算圖法:在計算上將所有光線都以輻射的方式進行計算,也就是說光線照射到物體,以及經由物體表面再反射出去,甚至接受反射的光線,最後所有的光線會達到一個平衡,這樣子可以做出非常非常逼真的影像。以上面的例子而言,牆壁會接受到的光線,除了光源的照射外,還有來自於四面八方的反射光。

我們可以由下面的二張圖片相同的場景及光源設定,比較出光跡追蹤及熱輻射能量算圖法之間的差異。

Pic01.jpg (10968 bytes) Pic02.jpg (9795 bytes)

由於熱輻射能量的算圖法考慮到了光線的交互作用,所以計算量非常的龐大,相對的在運算的時間上會比光跡追蹤算圖法的時間多,但是效果是絕對值得的。

使用熱輻射能量算圖法

在著色工具中熱輻射能量算圖法(Radiosity)按鈕上按下滑鼠的右鍵(如下左圖),可以開啟熱輻射面板(如下右圖)。

PIC03.jpg (3862 bytes)  PIC04.jpg (6743 bytes)

  • 畫質(Quality):此設定控制整體的熱輻射能量法的解析度。較高的數值會從物件表面取樣越多,會有越多的擴散光線被製作。數值從1(最低的取樣)到9(最高的取樣)。
  • 色調(Tone Mapping):它是模擬人眼的行為模式,如果您進入一個較暗的房間中,眼睛會自動的調整進入瞳孔的光線。數值越大,場景會越明亮;反之數值越小,場景會比較暗一點。
  • 收斂(Converged):此參數指定熱輻射能量法計算模擬的百分比。通常並不須要整個場景中的光線都被計算模擬到100%,因為計算到最後面的時候,光線擴散的程度已經差別不大了。經由此參數的設定您可以告訴trueSpace計算停止的時間,設定值由1%到100%;通常您可以使用80%左右的數值,或是選擇100%來獲得全場景的光線擴散。在進行計算時,您可以隨時按下鍵盤的ESC鍵來停止計算,同樣的可以接續先前中斷的模擬。
  • 重覆(Iteration):熱輻射能量法在計算時會著色您的場景,但是不會每個步驟都進行著色,它會根據重覆數值指定的步驟進行著色。較大的數值可以加快計算的時間,可以省下畫面著色的時間;或是您可以將參數值設定為0,在計算模擬的過程中將不會著色畫面。

您可以使用熱輻射能量算圖法應用在室內設計及真實光源的模擬,搭配上trueSpace4新的材質工具,可以創造出更勝以往的畫面。