Как имитировать математически правильные тени прозрачных объектов?

Question

Я хочу имитировать тени, создаваемые сложными и составными прозрачными объектами. Эти тени должны быть математически правильными для конкретного источника света (по крайней мере для точечного освещения). Я думаю, что это верно для любой графической библиотеки, не так ли? Чем больше не должно быть рефракции.

Это изображение не то, что я на самом деле хочу, чтобы получить, конечно.

Может ли OpenGL это сделать? Если он не может, то что я должен использовать вместо этого?

UPD. Так что мне нужен трассировщик пути. Есть ли какие-то способы, которые я мог бы использовать программно: дать ему файл 3d-сцены с объектами и получить результат трассировки?

Answer 1

Это тень должна быть математически правильно

Там нет такого понятия, как математически правильного или неправильного освещение. Что Вы имеете в виду: физически исправно.

Изображения, которые вы хотите создать, опираются на распространение света. Единственный способ правильно имитировать распространение света - это снимать виртуальные фотоны в сцену и следовать их пути. Это называется трассировка пути.

Может ли OpenGL это сделать?

OpenGL просто рисует точки, линии и треугольники ... по одному, без какой-либо концепции сцены или моделей.

Старый, фиксированный функциональный трубопровод OpenGL имеет простую модель освещения Blinn, встроенную, но это только что подсчитало «световую» величину на вершину, основанную на ориентации поверхности (нормаль) и положении относительно источника света.

Современный OpenGL даже не делает этого. Вместо этого он полагается на программиста, чтобы предоставлять программы, которые выполняются для каждой вершины, чтобы решить, где находится изображение, и для каждого фрагмента (примерно пиксель), нарисованного, чтобы определить, какой цвет ему дать.

В этих программах, называемых шейдерами, вы можете сделать что угодно. Поэтому, если вы хотите реализовать трассировщик путей с использованием шейдеров OpenGL, вы, безусловно, можете это сделать. Но этот трассировщик пути не будет взаимодействовать с точками, линиями и треугольниками, которые вы рисуете. Вместо этого они будут служить только для определения границ, в которых шейдеры выполняют свои вычисления.

Если это невозможно, то что я должен использовать вместо этого?

Это не вопрос, если это возможно, но как его легко реализовать. В вашем случае OpenGL - это, конечно, не правильная среда программирования, потому что вы начинаете с нуля. Вместо этого вы должны использовать один из существующих трассировщиков путей. Есть и некоторые, которые ускоряют GPU.