Освещение ваших игр

Освещение, тени и другие эффекты традиционно выполняются с помощью сложной математики, основанной на физических моделях. При построении этих моделей принимаются во внимание такие факторы как угол падения, расстояниеИ до источника света, тип источника света, тип материала, плотность атмосферы и т. д. (более подробно об этом рассказывается в шестой главе, «Третье измерение». Не удивительно, что для получения фотографически точных изображений тратятся часы или даже дни работы суперкомпьютеров типа Cray ХМР! Уравнения, которые надо для этого решить, да и количество операций, которое необходимо выполнить — все это слишком грандиозно для нашего маленького персонального компьютера. Однако мы попытаемся, используя смекалку и упрощенные модели освещения, реализовать несколько «достаточно хороших» для наших потребностей эффектов. Потрясающие световые эффекты знаменитой игры DOOM впечатляют, по, тем не менее, в них нет ничего невозможного. Как говорится, глаза боятся, а руки делают.

В качестве примера представим, что мы нарисовали комнату, используя регистры цвета от 1 до 32. Эти регистры содержат оттенки серого (вместе с оттенками красного, которыми изображены ругательства, написанные на стенах). Что произойдет, если мы постепенно увеличим значение RGB в каждом из этих регистров? Вы увидите, что комната стала светлее. Если же вы уменьшите каждое значение RGB во всех регистрах цвета, в комнате станет темнее.

Конечно, вы должны быть уверены в том, что сохранится процентное соотношение компонентов. Иначе цвет может измениться вместе с интенсивностью. Другими словами, вы должны увеличивать или уменьшать величины, составляющих каждого регистра цвета пропорционально их исходному значению. Следовательно, чтобы уменьшить интенсивность определенного регистра цвета, скажем, 26, вы должны вначале выяснить, в каком процентном соотношении он содержит красный, зеленый и синий цвета. Затем вам надо вычислить значение, которое должно быть добавлено или отнято от каждой составляющей для того, чтобы исходный цветовой баланс не изменился.

Для примера, давайте будем уменьшать каждое значение RGB на 5 процентов за каждую итерацию. Чтобы сделать это, мы должны вычислить 5 процентов для каждого из значений RGB и вычесть их из каждого компонента. Таблица 7.2 показывает результаты этой процедуры за небольшой промежуток времени для некоторого произвольного цвета RGB.

Таблица 7.2. Уменьшение интенсивности цвета при сохранении цветового баланса.

(Цветовой баланс с использованием красного цвета в качестве эталона)

	R	G	B	Цветовой баланс
Итерация 1	60	40	20	1:0.66:0.30
Итерация 2	57	38	19	1:0.66:0.33
Итерация 3	54	36	19	1:0.660.33

Как вы можете видеть, если пошагово уменьшать каждую из составляющих на пять процентов, цветовой баланс будет сохраняться. Конечно, вычисление пяти процентов каждого значения при каждой итерации слишком дорого. Чтобы избежать этого, мы можем попробовать просто вычитать постоянное значение из каждого компонента регистра цвета, игнорируя цветовой баланс. Однако когда интенсивность цвета существенно увеличится или уменьшится, станет явно заметным и изменение оттенка исходного цвета.

Компромиссным вариантом может стать подсчет трех констант на основании исходного цветового баланса, а затем их прибавление или вычитание. Это уменьшит ошибку, вносимую в цветовой баланс. В нашем случае мы можем использовать 5 для красного компонента, 0.66х5 - для зеленого и 0.3х5 - для синего. Это дает приемлемые результаты. Используя этот метод, мы получим следующие значения RGB после первой итерации:

R	G	B	Цветовой баланс
55	37	19	1:0.67:0.34

Ошибка» возникающая при расчете таким методом, пренебрежительно мала, и если уменьшение или увеличение компонентов RGB будет производиться всего несколько раз, изменение тона исходного цвета будет практически незаметным.

Содержание раздела