Fysiikkaperusteinen renderöinti

tietokonegrafiikan renderöintitekniikka

Fysiikkaperusteinen renderöinti (engl. Physically based rendering, PBR) on joukko renderöintitekniikoita, joilla pyritään saamaan realistisempaa grafiikkaa mallintamalla valon käyttäytymistä (fotorealismi).[1] PBR perustuu approksimaatiolle todellisuudesta, joka perustuu fysiikan periaatteisiin.[1]

PBR on käytössä muun muassa reaaliaikaisessa tietokonegrafiikassa kuten videopeleissä, joissa tavoitteena on realistisempaa grafiikkaa ilman säteenseurannan laskennallista vaativuutta.

Menetelmän tarkoituksena on tuottaa grafiikkaa erilaisiin valaistusolosuhteisiin vähemmällä työmäärällä.[2] Menetelmä keskittyy muun muassa seuraaviin osa-alueisiin:[3]

  • heijastuminen
  • diffuusio
  • läpinäkyvyys ja läpikuultavuus
  • energian säilyvyys
  • metallisuus
  • fresnel-kuvio

Valon aallonpituus on merkittävä tekijä useissa kohdissa.[4]

Tekniikkaa on käytetty muun muassa Remember Me -videopelin valaistuksessa.[5] Menetelmä valittiin helpottamaan resurssien uudelleenkäyttöä ja vähentämään pelin tuotantoaikaa.[5] Pelissä käytetään muokattua versiota Unreal Engine 3 -pelimoottorista, jossa käytetään Blinn microfacet -nimellä tunnettua menetelmää.[5] Blinn microfacet on fysiikkapohjainen toteutus pinnan ja valon reaktiosta, joka mallinnetaan Bidirectional Reflectance Distribution Function (BRDF) -menetelmällä.[5]

Suomalaisista peleistä Wreckfest on yksi tekniikkaa käyttävistä ajopeleistä.[6]

VaikutusMuokkaa

Matt Pharr, Greg Humphreys ja Pat Hanrahan on palkittu konseptien formalisoinnista ja referenssitoteutuksesta fysiikkaperusteiselle renderöinnille, joka on julkaistu heidän kirjassaan.[7][8]

KirjallisuuttaMuokkaa

  • Pharr, Matt & Jakob, Wenzel & Humphreys, Greg: Physically Based Rendering. Third Edition. Morgan Kaufmann, 2017. ISBN 978-0-12-800645-0. (englanniksi)

LähteetMuokkaa

  1. a b Theory learnopengl.com. Viitattu 12.1.2021. (englanniksi)
  2. SIGGRAPH 2010 Course: Physically-Based Shading Models in Film and Game Production renderwonk.com. Viitattu 2.12.2017.
  3. Russell, Jeff: Basic Theory of Physically-Based Rendering Marmoset. Viitattu 25.11.2017.
  4. Physically Based Shading Models for Film and Game Production (PDF) renderwonk.com. Viitattu 3.12.2017.
  5. a b c d Seymour, Mike: Game environments – Part A: rendering Remember Me fxguide.com. 4.6.2013. Viitattu 25.11.2017.
  6. Wreckfest gets more punch under the hood, update coming soon! 11.6.2015. Gamasutra. Viitattu 29.4.2018.
  7. 19 Scientific And Technical Achievements To Be Honored With Academy Awards oscars.org. Arkistoitu . Viitattu 12.1.2021. (englanniksi)
  8. https://www.pbrt.org
Tämä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.