Reflexión (gráficos por computadora)

En los gráficos por ordenador, la reflexión se utiliza para representar objetos reflectantes como espejos y superficies brillantes.

Las reflexiones precisas se suelen calcular mediante trazado de rayos, mientras que las reflexiones aproximadas se pueden calcular más rápidamente con métodos más sencillos como el mapeo del entorno . Las reflexiones en superficies brillantes como la madera o los azulejos pueden realzar los efectos fotorrealistas de una representación 3D .

Para la representación de reflejos del entorno existen numerosas técnicas que difieren en precisión, complejidad computacional y de implementación. También es posible combinar estas técnicas.

Los algoritmos de renderizado de imágenes basados ​​en el trazado de rayos de luz, como el trazado de rayos o el trazado de trayectorias , suelen calcular reflejos precisos en superficies generales, incluyendo reflejos múltiples y autorreflejos. Sin embargo, estos algoritmos generalmente siguen siendo demasiado costosos computacionalmente para el renderizado en tiempo real (aunque existe hardware especializado, como Nvidia RTX ) y requieren un enfoque de renderizado diferente al de la rasterización que se usa habitualmente .

Las reflexiones en superficies planas, como espejos planos o superficies de agua, se pueden calcular de forma sencilla y precisa en tiempo real con renderizado de dos pasadas: una para el espectador y otra para la vista en el espejo, generalmente con la ayuda de un búfer de plantilla . ^{[ 1 ]} Algunos videojuegos antiguos utilizaban un truco para lograr este efecto con renderizado de una sola pasada colocando toda la escena reflejada detrás de un plano transparente que representaba el espejo. ^{[ 2 ]}

Las reflexiones en superficies no planas (curvas) son más difíciles de renderizar en tiempo real. Los principales enfoques que se utilizan incluyen:

• Mapeo de entorno (p. ej. , mapeo cúbico ): una técnica que se ha utilizado ampliamente, p. ej., en videojuegos, que ofrece una aproximación de reflexión que suele ser suficiente para el ojo, pero carece de autorreflexiones y requiere el prerrenderizado del mapa de entorno. ^{[ 3 ] : 174} La precisión se puede aumentar utilizando una matriz espacial de mapas de entorno en lugar de uno solo. También es posible generar reflejos de mapas cúbicos en tiempo real, a costa de los requisitos de memoria y computacionales. ^{[ 4 ]}
• Reflexiones en el espacio de la pantalla (SSR): una técnica más costosa que traza rayos a partir de datos de píxeles. Esto requiere datos de la normal de la superficie y un búfer de profundidad (espacio local) o un búfer de posición (espacio global). La desventaja es que los objetos no capturados en el fotograma renderizado no pueden aparecer en las reflexiones, lo que resulta en intersecciones no resueltas o falsas que causan artefactos como la desaparición de la reflexión y la imagen virtual. SSR se introdujo originalmente como Reflexiones locales en tiempo real en CryENGINE 3. ^{[ 5 ]}

Pulido

- Un reflejo pulido es un reflejo inalterado, como el de un espejo o una superficie cromada.

Borroso

- Un reflejo borroso significa que pequeñas protuberancias aleatorias, o microfacetas, en la superficie del material provocan que el reflejo sea borroso.

Metálico

- Un reflejo es metálico si los brillos y los reflejos conservan el color del objeto reflectante.

Lustroso

Este término puede usarse incorrectamente: a veces, se refiere a una configuración opuesta a la desenfocada (por ejemplo, cuando el brillo es bajo, el reflejo se ve borroso). En ocasiones, se usa como sinónimo de "reflejo borroso". En este contexto, "brillante" significa que el reflejo está realmente borroso.

Reflejo pulido o de espejo

Los espejos suelen ser casi 100% reflectantes.

Reflejo metálico

Los objetos normales (no metálicos) reflejan la luz y los colores en el color original del objeto reflejado. Los objetos metálicos reflejan la luz y los colores alterados por el color del propio objeto metálico. En la representación basada en la física , los metales se tratan como conductores: la luz que no se refleja en la superficie se absorbe rápidamente, por lo que la reflexión especular metálica suele estar teñida por el metal y tiene poca o ninguna componente difusa, mientras que la reflexión especular no metálica generalmente no está teñida. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Reflejo borroso

Muchos materiales son reflectores imperfectos, donde los reflejos se ven borrosos en diversos grados debido a la rugosidad de la superficie, que dispersa los rayos de luz.

Reflejo brillante

Reflejo totalmente brillante, muestra los reflejos de las fuentes de luz, pero no muestra un reflejo nítido de los objetos.

• Modelo de iluminación
• Reflectancia lambertiana
• trazado de rayos
• Mapeo de reflexión
• Renderizado (gráficos por computadora)
• Reflexión especular (óptica)
• Resaltado especular