Éclairage spéculaire
L’éclairage spéculaire identifie les surbrillances spéculaires brillantes qui se produisent lorsque la lumière atteint une surface d’objet et reflète vers la caméra. L’éclairage spéculaire est plus intense que la lumière diffuse et tombe plus rapidement sur la surface de l’objet. Il faut plus de temps pour calculer l’éclairage spéculaire que l’éclairage diffus, mais l’avantage de l’utiliser est qu’il ajoute des détails significatifs à une surface.
La modélisation de la réflexion spéculaire exige que le système sache dans quelle direction la lumière se déplace et la direction vers l’œil de la visionneuse. Le système utilise une version simplifiée du modèle de réflexion spéculaire Phong, qui utilise un vecteur à mi-chemin pour estimer l’intensité de la réflexion spéculaire.
L’état d’éclairage par défaut ne calcule pas les surbrillances spéculaires.
Équation d’éclairage spéculaire
L’éclairage spéculaire est décrit par l’équation suivante.
Éclairage spéculaire = Cs * sum[Ls * (N · H)P * Atten * Spot]
Les variables, leurs types et leurs plages sont les suivantes :
| Paramètre | Valeur par défaut | Type | Description |
|---|---|---|---|
| Cs | (0,0,0,0) | Transparence rouge, verte, bleue et alpha (valeurs à virgule flottante) | Couleur spéculaire. |
| sum | N/A | N/A | Somme du composant spéculaire de chaque lumière. |
| N | S/O | Vecteur 3D (valeurs x, y et z à virgule flottante) | Vertex normal. |
| H | S/O | Vecteur 3D (valeurs x, y et z à virgule flottante) | Vecteur à mi-chemin. Consultez la section sur le vecteur à mi-chemin. |
| P | 0.0 | Virgule flottante | Puissance de réflexion spéculaire. La plage est de 0 à +infini |
| Ls | (0,0,0,0) | Transparence rouge, verte, bleue et alpha (valeurs à virgule flottante) | Couleur spéculaire claire. |
| Atten | S/O | Virgule flottante | Valeur d’atténuation légère. Voir attenuation et facteur à la une. |
| Spot | S/O | Virgule flottante | Facteur à la une. Voir attenuation et facteur à la une. |
La valeur de Cs est la suivante :
- Couleur de vertex 1, si la source de matériau spéculaire est la couleur de vertex diffuse et que la première couleur de vertex est fournie dans la déclaration de vertex.
- Couleur de vertex 2, si la source de matériau spéculaire est la couleur de vertex spéculaire, et la deuxième couleur de vertex est fournie dans la déclaration de vertex.
- couleur spéculaire du matériau
Remarque Si l’une ou l’autre option source de matériau spéculaire est utilisée et que la couleur de vertex n’est pas fournie, la couleur spéculaire du matériau est utilisée.
Les composants spéculaires sont limités de 0 à 255, une fois tous les voyants traités et interpolés séparément.
Vecteur à mi-chemin
Le vecteur à mi-chemin (H) existe à mi-chemin entre deux vecteurs : le vecteur d’un sommet d’objet vers la source de lumière et le vecteur d’un sommet d’objet à la position de la caméra. Direct3D fournit deux façons de calculer le vecteur à mi-chemin. Lorsque les surbrillances spéculaires relatives à la caméra sont activées (au lieu des surbrillances spéculaires orthogonales), le système calcule le vecteur à mi-chemin à l’aide de la position de la caméra et de la position du sommet, ainsi que le vecteur de direction de la lumière. La formule suivante illustre cela.
H = norm(norm(Cp - Vp) + Ldir)
| Paramètre | Valeur par défaut | Type | Description |
|---|---|---|---|
| Cp | S/O | Vecteur 3D (valeurs x, y et z à virgule flottante) | Position de l'appareil photo. |
| Vp | S/O | Vecteur 3D (valeurs x, y et z à virgule flottante) | Position de vertex. |
| Ldir | S/O | Vecteur 3D (valeurs x, y et z à virgule flottante) | Vecteur de direction de la position de vertex à la position de la lumière. |
La détermination du vecteur à mi-chemin de cette façon peut être gourmande en calcul. En guise d’alternative, l’utilisation de surbrillances spéculaires orthogonales (au lieu de surbrillances spéculaires relatives à la caméra) indique au système d’agir comme si le point de vue est infiniment distant sur l’axe z. Cela est reflété dans la formule suivante.
H = norm((0,0,1) + Ldir)
Ce paramètre est moins gourmand en calcul, mais beaucoup moins précis. Il est donc préférable d’utiliser les applications qui utilisent la projection orthogonale.
Exemple
Dans cet exemple, l’objet est coloré à l’aide de la couleur de lumière spéculaire de la scène et d’une couleur spéculaire matérielle.
Selon l’équation, la couleur résultante pour les sommets d’objet est une combinaison de la couleur du matériau et de la couleur claire.
Les deux illustrations suivantes montrent la couleur de matériau spéculaire, qui est gris, et la couleur de lumière spéculaire, qui est blanche.
La mise en surbrillance spéculaire résultante est illustrée dans l’illustration suivante.
La combinaison de la mise en surbrillance spéculaire avec l’éclairage ambiant et diffus produit l’illustration suivante. Avec les trois types d’éclairage appliqués, cela ressemble plus clairement à un objet réaliste.
L’éclairage spéculaire est plus intensif à calculer que l’éclairage diffus. Il est généralement utilisé pour fournir des indices visuels sur le matériau de surface. La mise en surbrillance spéculaire varie en taille et en couleur avec le matériau de la surface.
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