¿Qué es la ecuación de representación?
La ecuación de renderizado es un aspecto de los gráficos por computadora que se ocupa de cómo la luz irradia y rebota en las superficies, por lo que los diseñadores gráficos pueden crear escenas tridimensionales (3D) realistas. Dos factores que los diseñadores deben tener en cuenta son la luz directa e indirecta, o la luz de una fuente y la luz que rebota en las superficies. Uno de los principales medios que utilizan la ecuación de representación es la animación 3D porque, sin luz, las escenas y los personajes se verían planos e incómodos. Los videojuegos también usan esta ecuación, pero existen desafíos únicos porque los juegos tienen que renderizarse en tiempo real. Si bien esta técnica de renderizado es adecuada para imitar la luz, a partir de 2011, existen limitaciones que evitan que imite perfectamente la luz en el mundo real.
Esta ecuación es un poco compleja e incluye una serie de variables. También es posible escribirlo de varias maneras diferentes, pero siempre se deben tener en cuenta una serie de variables. En la ecuación, L o es luz saliente; x es un punto en una superficie, y ω es la dirección. L e es luz emitida y L i es luz entrante. Una versión de la ecuación se ve así:
L o (x, ω) = L e (x, ω) + ∫ Ω ƒ r (x, ω ′, ω) L i (x, ω ′) (- ω ′ • n) d ω ′
Lo que esto significa es que la luz saliente, con una dirección particular desde un punto específico, es igual a la luz emitida desde ese punto más una integral (∫ Ω ) de la función de distribución de reflectancia bidireccional, la luz entrante y la atenuación de la luz entrante , sobre todas las direcciones (ω ′) en el hemisferio determinadas por n .
Los diseñadores deben tener en cuenta dos tipos de luz al usar la ecuación de representación. La luz directa es cualquier luz que proviene directamente de una fuente de luz, como una bombilla o el sol. Los diseñadores deben hacer que la luz irradie desde la fuente a la intensidad adecuada para asegurarse de que rebota en las superficies correctamente. La luz indirecta es luz que no proviene directamente de la fuente, como la luz que se curva alrededor de una superficie. Esto requiere que los diseñadores se aseguren de que la luz detalla con precisión la textura de una superficie, y que la luz y las sombras se mezclan sin error.
Las animaciones 3D generadas por computadora utilizan la ecuación de representación para crear escenas realistas. Dado que las animaciones 3D están hechas para imitar la vida real, ya sea estilísticamente o de manera realista, esta luz es necesaria para que las escenas se vean reales. Sin luz, las superficies y los personajes perderían gran parte de su profundidad, y muchos espectadores podrían pensar que las escenas se ven incómodas. Al mismo tiempo, las animaciones 3D hechas para niños muy pequeños o con presupuestos pequeños pueden usar una ecuación de luz limitada que no es tan realista pero es más fácil de usar para los diseñadores.
Los videojuegos usan la ecuación de representación a menudo, pero esto presenta un desafío para los diseñadores. Con las animaciones 3D, los diseñadores pueden corregir la luz si parece incorrecta; Un diseñador de juegos tiene que programar la luz para que funcione y se renderice en tiempo real. Esto a menudo requiere una ecuación reducida que puede cargar la luz rápidamente.
Si bien la ecuación de renderizado puede crear una luz de aspecto realista, existen limitaciones que evitan que copie la vida real. En el mundo real, la luz puede reaccionar de formas muy difíciles de programar. Por ejemplo, la luz puede ser absorbida y repelida con diferentes longitudes de onda, o puede emitirse en momentos posteriores en lugar de inmediatamente; Ambos son muy difíciles de programar. Al mismo tiempo, debido a que la mayoría de los espectadores o jugadores se centran en la acción de la animación o el juego, es poco probable que la mayoría de los espectadores noten estos problemas.