В трехмерной компьютерной графике полукуб — это один из способов представления вида на 180° с поверхности или точки в пространстве.
Гемикуб — это структура данных, используемая в компьютерной графике для представления вида на 180° с поверхности или точки в пространстве. Это куб, разрезанный пополам по плоскости, параллельной одной из его граней, в результате чего получается шесть граней. Шесть граней гемикуба разделены на различные формы в зависимости от их соотношения сторон. Квадратная грань разделена на 4 квадранта, ромбовидная грань разделена на 2 треугольника, а два прямоугольника разделены на 4 и 8 прямоугольников соответственно.
Гемикубы используются в рендеринге излучательности, методе расчета глобального освещения в 3D-сценах. Излучательность вычисляет количество света, отраженного от одной поверхности к другой, принимая во внимание форму и свойства материала задействованных поверхностей. Гемикубы используются для хранения информации об излучательности для полусферы, которую затем можно использовать для расчета излучательности для всей сцены.
Гемикубы являются относительно эффективным способом хранения информации об излучательности, и их можно использовать для рендеринга сцен со сложными схемами освещения. Однако они могут быть неточными для сцен с очень яркими или очень темными областями.
Вот некоторые преимущества использования полукубов в компьютерной графике:
Они относительно эффективны для хранения и рендеринга. Их можно использовать для рендеринга сцен со сложными схемами освещения. Они точны для большинства сцен. Вот некоторые недостатки использования полукубов в компьютерной графике:
Они могут быть неточными для сцен с очень яркими или очень темными областями. Их может быть сложно реализовать в некоторых движках рендеринга. В целом, полукубы являются полезной структурой данных для представления видов на 180° в компьютерной графике. Они эффективны для хранения и рендеринга и могут использоваться для рендеринга сцен со сложными схемами освещения. Однако они могут быть неточными для сцен с очень яркими или очень темными областями.
Хотя название подразумевает любую половину куба, полукуб обычно представляет собой куб, разрезанный по плоскости, параллельной одной из его граней. Таким образом, он состоит из одной квадратной грани, одной грани в форме ромба, двух прямоугольников с соотношением сторон 2:1 и двух прямоугольников с соотношением сторон 1:2, что в сумме составляет шесть сторон.
Причина такого расположения граней заключается в том, что оно позволяет более эффективно представлять вид на 180° с поверхности или точки в пространстве. Квадратная грань представляет прямой вид, ромбовидная грань представляет вид из зенита, а два прямоугольника представляют виды с осей x и y. Такое расположение граней гарантирует представление всех возможных направлений, а также позволяет более эффективно реализовывать алгоритмы излучательности.
Структура данных hemicube была впервые представлена Коэном и Гринбергом в 1985 году. Они использовали ее для разработки алгоритма излучательности, который можно было использовать для рендеринга сложных сцен с глобальным освещением. С тех пор hemicube использовались во множестве других приложений, включая картографирование среды и картографирование отражений.
Структура данных hemicube является относительно простой структурой данных, но она очень эффективна для представления обзора в 180°. Hemicubes можно использовать для рендеринга сцен со сложными схемами освещения, включая сцены с тенями и отражениями. Hemicubes можно использовать для реализации алгоритмов излучательности, которые используются для расчета глобального освещения в 3D-сценах. Hemicubes также можно использовать для картографирования окружения и картографирования отражений.
Гемикуб может использоваться в алгоритме Radiosity или других алгоритмах переноса света для определения количества света, достигающего определенной точки на поверхности.
Гемикуб может использоваться в алгоритме Radiosity или других алгоритмах Light Transport для определения количества света, достигающего определенной точки на поверхности. Алгоритм Radiosity — это метод расчета глобального освещения в 3D-сценах. Глобальное освещение — это процесс учета отражений и преломлений света при его прохождении через сцену. Это приводит к более реалистичным изображениям, поскольку свет не просто предполагается движущимся по прямым линиям.
Hemicube используется в алгоритме Radiosity для хранения коэффициентов обзора для полушария. Коэффициент обзора — это мера количества света, отраженного от одной поверхности на другую. Hemicube разделен на сетку ячеек, и каждая ячейка хранит коэффициент обзора для направления, соответствующего этой ячейке.
При запуске алгоритма Radiosity он использует полукуб для расчета количества света, приходящего в каждую точку поверхности. Алгоритм начинается с точки на поверхности, а затем отслеживает лучи во всех направлениях. Факторы вида из полукуба используются для расчета количества света, отраженного от каждой поверхности, которую пересекает луч.
Алгоритм Radiosity — это вычислительно дорогой алгоритм, но он может создавать очень реалистичные изображения. Гемикуб — ключевая часть алгоритма Radiosity, поскольку он позволяет алгоритму хранить факторы вида для полушария относительно эффективным способом.
Гемикуб был впервые предложен Майклом Ф. Коэном и Дональдом П. Гринбергом в их статье 1985 года «The Hemi-cube: A Radiosity Solution for Complex Environments». Гемикуб использовался в ряде других алгоритмов переноса света, включая алгоритм Progressive Radiosity и алгоритм Monte Carlo Radiosity. Гемикуб также может использоваться для других целей, таких как картирование среды и картирование отражения. В некоторых случаях гемикуб может использоваться в картировании среды или картировании отражения.