반사 조명
반사 조명은 빛이 개체 표면에 닿았다가 카메라를 향해 반사하면서 발생하는 밝은 반사 하이라이트를 말합니다. 반사 조명은 확산 조명보다 더 강하며, 개체 표면에서 보다 빠르게 감소합니다. 반사 조명은 확산 조명보다 계산이 오래 걸리지만, 반사 조명을 사용하는 이점은 표면에 상당한 디테일을 추가할 수 있다는 것입니다.
반사 리플렉션을 모델링하려면 시스템이 조명이 이동하는 방향과 뷰어의 시선에 대한 방향을 알고 있어야 합니다. 시스템은 Phong 반사 리플렉션 모델을 단순화한 버전을 사용합니다. 이 버전은 중간 벡터를 사용하여 반사 리플렉션의 강도를 근사값으로 계산합니다.
기본 조명 상태는 반사 하이라이트를 계산하지 않습니다.
반사 조명 수식
반사 조명은 다음 수식으로 설명됩니다.
반사 조명 = Cₛ * sum[Lₛ * (N · H)P * Atten * Spot]
변수, 형식, 해당 범위는 다음과 같습니다.
| 매개 변수 | Default value | 유형 | 설명 |
|---|---|---|---|
| Cₛ | (0,0,0,0) | 빨간색, 녹색, 파란색, 알파 투명도(부동 소수점 값) | 반사 색. |
| sum | 해당 없음 | 해당 없음 | 각 빛의 반사 구성 요소 합계. |
| N | 해당 없음 | 3D 벡터(x, y, z 부동 소수점 값) | 꼭지점 법선. |
| H | 해당 없음 | 3D 벡터(x, y, z 부동 소수점 값) | 벡터의 절반. 중간 벡터에 대한 섹션을 참조하세요. |
| P | 0.0 | 부동 소수점 | 반사 리플렉션 강도. 범위는 0부터 무한대입니다. |
| Lₛ | (0,0,0,0) | 빨간색, 녹색, 파란색, 알파 투명도(부동 소수점 값) | 조명 반사 색. |
| Atten | 해당 없음 | 부동 소수점 | 조명 감쇠 값. 감쇠 및 스포트라이트 계수를 참조하세요. |
| 스폿 | 해당 없음 | 부동 소수점 | 스포트라이트 계수. 감쇠 및 스포트라이트 계수를 참조하세요. |
Cₐ의 값은 다음 중 하나입니다.
- 반사 재질 소스가 확산 꼭짓점 색이고, 꼭지점 선언에 첫 번째 꼭짓점 색이 제공된 경우, 꼭짓점 색 1.
- 반사 재질 소스가 반사 꼭짓점 색이고, 꼭지점 선언에 두 번째 꼭짓점 색이 제공된 경우, 꼭짓점 색 2.
- 재질 반사 색
참고 반사 재질 소스 옵션을 사용하고 꼭짓점 색을 제공하지 않을 경우 재질 반사 색이 사용됩니다.
반사 구성 요소는 모든 조명이 처리되고 별도로 보간된 후 0~255로 고정됩니다.
중간 벡터
중간 벡터(H)는 개체 꼭짓점에서 광원까지의 벡터 및 개체 꼭짓점에서 카메라 위치까지의 벡터 사이에 존재합니다. Direct3D는 중간 벡터를 컴퓨팅하는 두 가지 방법을 제공합니다. 직교 반사 하이라이트 대신 카메라 기준 반사 하이라이트가 활성화된 경우 시스템이 카메라 위치 및 꼭지점 위치와 조명의 방향 벡터를 함께 사용하여 중간 벡터를 계산합니다. 다음 수식이 이것을 보여 줍니다.
H = norm(norm(Cₚ - Vₚ) + Ldir)
| 매개 변수 | Default value | 유형 | 설명 |
|---|---|---|---|
| Cₚ | 해당 없음 | 3D 벡터(x, y, z 부동 소수점 값) | 카메라 위치. |
| Vₚ | 해당 없음 | 3D 벡터(x, y, z 부동 소수점 값) | 꼭짓점 위치. |
| Ldir | 해당 없음 | 3D 벡터(x, y, z 부동 소수점 값) | 꼭짓점 위치에서 조명 위치까지의 방향 벡터. |
이러한 방식으로 중간 벡터를 결정하면 많은 계산이 필요할 수 있습니다. 하나의 대안으로, 카메라 기준 반사 하이라이트 대신 직교 반사 하이라이트를 사용하여 시스템에게 마치 관점이 z축에서 무한대로 멀리 있는 것처럼 동작하도록 지시합니다. 이 방식은 다음 수식에 반영되어 있습니다.
H = norm((0,0,1) + Ldir)
이 설정은 계산이 덜 필요하지만 훨씬 덜 정확하므로 직교 투영을 사용하는 앱에서 사용하는 것이 좋습니다.
예제
이 예제에서는 장면 반사 광원 색과 재질 반사 색이 개체에 지정됩니다.
수식에 따라 재질 색과 광원 색을 합친 색이 개체 꼭짓점의 색이 됩니다.
다음 두 그림에서는 반사 재질 색이 회색이고 반사 조명 색이 흰색입니다.
결과 반사 하이라이트는 다음 그림에 나와 있습니다.
반사 하이라이트를 주변 및 확산 조명과 결합하면 다음 그림이 만들어집니다. 세 가지 유형의 조명이 모두 적용되어 보다 명확하게 실제 개체를 모사합니다.
반사 조명은 확산 조명보다 계산이 더 많이 필요합니다. 일반적으로 표면 재질에 대한 시각적 단서를 제공하는 데 사용합니다. 반사 하이라이트는 표면 재질에 따라 크기와 색이 다릅니다.
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