تظليل غورو

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة
شبكة مثلثية مظللة بنموذج غورو باستخدام نموذج انعكاس فونغ

تظليل غورو ( يُلفظ / ɡuːˈroʊ / غو- رو ) ، نسبةً إلى هنري غورو ، هو أسلوب استيفاء يُستخدم في رسومات الحاسوب لإنتاج تظليل متواصل للأسطح المُمثلة بشبكات مضلعة . عمليًا، يُستخدم تظليل غورو غالبًا لتحقيق إضاءة متواصلة على شبكات مثلثية، وذلك بحساب الإضاءة عند زوايا كل مثلث واستيفاء الألوان الناتجة خطيًا لكل بكسل يُغطيه المثلث. نشر غورو هذه التقنية لأول مرة عام ١٩٧١. [ ١ ] [ ٢ ] [ ٣ ] مع ذلك، أدى دعم الأجهزة المُحسّن لنماذج التظليل المتطورة إلى جعل تظليل غورو قديمًا إلى حد كبير في تقنيات العرض الحديثة.

وصف

يعمل تظليل غورو على النحو التالي: يتم تحديد تقدير للمتجه العمودي على سطح كل رأس في نموذج ثلاثي الأبعاد متعدد الأضلاع، إما لكل رأس على حدة أو عن طريق حساب متوسط ​​المتجهات العمودية على أسطح المضلعات التي تلتقي عند كل رأس. باستخدام هذه التقديرات، تُجرى حسابات الإضاءة بناءً على نموذج انعكاس، مثل نموذج انعكاس فونغ ، لإنتاج شدة اللون عند الرؤوس. لكل بكسل على الشاشة مغطى بالشبكة متعددة الأضلاع، يمكن استيفاء شدة اللون من قيم اللون المحسوبة عند الرؤوس.

مقارنة بتقنيات التظليل الأخرى

مقارنة بين التظليل المسطح وتظليل غورو

يعتبر تظليل غورو متفوقًا على التظليل المسطح ويتطلب معالجة أقل بكثير من تظليل فونغ ، ولكنه عادة ما ينتج عنه مظهر متعدد الأوجه.

بالمقارنة مع تظليل فونغ، تكمن قوة وضعف تظليل غورو في عملية الاستيفاء. فإذا غطت الشبكة مساحة بكسلات أكبر من عدد رؤوسها، فإن استيفاء قيم الألوان من عينات حسابات الإضاءة المعقدة عند الرؤوس يُعد أقل استهلاكًا لموارد المعالج من إجراء حساب الإضاءة لكل بكسل على حدة كما في تظليل فونغ. مع ذلك، لن تُعرض تأثيرات الإضاءة شديدة التركيز (مثل اللمعان الانعكاسي ، كبريق الضوء المنعكس على سطح التفاحة) بشكل صحيح، وإذا كان اللمعان يقع في منتصف مضلع، ولكنه لا يمتد إلى رأسه، فلن يظهر في عرض غورو؛ في المقابل، إذا ظهر اللمعان عند رأس مضلع، فسيتم عرضه بشكل صحيح عند هذا الرأس (لأن نموذج الإضاءة يُطبق عليه)، ولكنه سينتشر بشكل غير طبيعي عبر جميع المضلعات المجاورة باستخدام طريقة الاستيفاء.

تظهر المشكلة بوضوح في عملية العرض التي من المفترض أن تُظهر انعكاسًا لامعًا يتحرك بسلاسة على سطح النموذج أثناء دورانه. لكن تظليل غورو يُنتج بدلًا من ذلك انعكاسًا يتلاشى تدريجيًا عبر الأجزاء المجاورة من النموذج، ويبلغ ذروته عندما يتطابق الانعكاس اللامع المقصود مع أحد رؤوس النموذج. ورغم إمكانية حل هذه المشكلة بزيادة كثافة الرؤوس في الكائن، إلا أن جدوى هذا الأسلوب ستُفضّل في مرحلة ما الانتقال إلى نموذج تظليل أكثر تفصيلًا.

الاستيفاء الخطي مقابل الاستيفاء الزائدي

وصفت ورقة غورو الأصلية الاستيفاء الخطي للألوان. [ 1 ] في عام 1992، نشر جيمس ف. بلين خوارزمية فعالة للاستيفاء الزائدي [ 4 ] تُستخدم في وحدات معالجة الرسومات كبديل صحيح المنظور للاستيفاء الخطي. يُطلق على كل من الاستيفاء الخطي والزائدي للألوان من الرؤوس إلى البكسلات اسم "تظليل غورو".

نطاقات ماخ

أي استيفاء خطي للشدة يسبب انقطاعات مشتقة تؤدي إلى ظهور نطاقات ماخ ، وهي ظاهرة بصرية شائعة في تظليل غورو.

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 غورو، هنري (1971). عرض الأسطح المنحنية على الحاسوب، أطروحة دكتوراه (أطروحة). جامعة يوتا.
  2. ↑ غورو، هنري (1971). "التظليل المستمر للأسطح المنحنية" (ملف PDF) . معاملات IEEE في الحوسبة . C-20 (6): 623-629 . doi : 10.1109/TC.1971.223313 . S2CID 123827991 . 
  3. ↑ غورو، هنري (1998). "التظليل المستمر للأسطح المنحنية". في روزالي وولف (محررة). الرسومات الرائدة: الجهود الرائدة التي شكلت المجال . مطبعة ACM. ISBN 1-58113-052-X.
  4. ↑ بلين، جيمس ف. (يوليو 1992). "الاستيفاء الزائدي" . مجلة IEEE لرسومات الحاسوب وتطبيقاتها . 12 (4): 89-94. doi : 10.1109/MCG.1992.10028 . S2CID 207973430 .