ラジオシティとその動作について
ラジオシティとその動作について
正式には、ラジオシティとは単位領域ごと/単位時間ごとに面から放射されるエネルギーの大きさです。ラジオシティではすべての面をパッチという小さなポリゴンに分割し、各パッチのラジオシティ値を計算します。すべてのパッチのラジオシティ値は最初にすべての一次光源からのエネルギーをすべてのパッチに分散することで決定されます。各パッチは受け取ったエネルギーの一部を吸収し、残りを反射します。反射量はそのパッチの拡散反射パラメータにより決定されます。一次光源から光を分散した後はエネルギー反射量が最大のパッチを二次光源とします。二次光源は反射されたエネルギーをシーン中の他のすべてのパッチに分散します。それ以降は反射量が大きい順にパッチを処理します。最初のパッチは他のパッチからのエネルギーを受け取り、シーンで最も明るいパッチとなるため、光を放出するパッチのリストに再び現れます。通常は、面は受け取ったエネルギーの一部を放出するため、この処理は永遠に継続されることになります。したがって、ラジオシティ処理を停止するための何らかの基準が必要です。基準としては、処理時間またはサイクル数、あるいはすべての一次光源から放出される総エネルギー量と相対的に算出した吸収エネルギー量などを使用します。
ラジオシティ解析が停止するまでに、小さなパッチから構成される、さまざまな強さのメッシュが生成されます。多くの場合、ラジオシティメッシュはファイナルギャザリングを使用したRenderZoneレンダリングで使用します。ファイナルギャザリングは独自の照明の計算の追加入力値として事前に計算しておいたメッシュの光の強さを使用して、高品質でリアルなレンダリングを生成します。このメッシュはファイナルギャザリングを適用しないでレンダリングすることもできます。単純な照明モデルの強さをピクセルごとに計算する代わりに計算済みのパッチの光の強さを使用します。また、レンダリングにより、隣接するパッチ間での光の強さの変化をなめらかにし、明るい部分から半影部分への境界線が徐々に変化するように見せることができます。こうしたレンダリングでは一次光源から直接照射されていない部分において、光の強さの変化が見られます。これとは対照的に、単純な照明モデルを使用して生成されたレンダリングでは強さが均一になります。単純な照明モデルとラジオシティ解析を適用し、RenderZoneやファイナルギャザリングを使用してレンダリングしたシーンの例を図6.0.1に示します。
(b)ファイナルギャザリングとRenderZoneを使用したラジオシティ解析でレンダリングしたシーン