Источник:

Ambient Occlusion (AO) — грубый, но весьма эффективный способ симулировать отраженный свет. Этот метод затенения придает изображению реалистичность за счет вычисления интенсивности света, доходящего до точки поверхности. Для просчета AO нужен очень мощный процессор, но вычисления редко производятся в реальном времени. Вместо этого разработчик высчитывает затенение для каждого персонажа, фона или объекта по мере их создания, а при рендеринге к этим данным добавляется освещение реального времени. В процессе AO из каждого полигона распространяется полусферический набор лучей, смещенный к нормали поверхности. Если луч не пересекается с другим полигоном в сетке, яркость поверхности увеличивается, если пересекается — яркость не добавляется. В итоге фигуры, окруженные множеством лучей, просчитываются как более темные. В вышедшей в 2004 году Half-Life 2 этот метод несказанно облагородил модели персонажей: они получились такими правдоподобными, что временами казалось, будто перед нами живые актеры.

Источник:

Воксели

Источник:

В воксельных (от слов «volume» и «pixel» — объемный пиксель) системах объекты строятся из кубиков. В то время как изображение, составленное из обыкновенных пикселей, двухмерно (фактически, это просто цветные точки на виртуальной бумаге), картинка из вокселей имеет три измерения. Она состоит из мельчайших кубиков, которые могут быть прозрачными (если имитируют воздух) или закрашенными (если симулируют материю).

Источник:

Настоящие воксельные движки требуют огромных вычислительных мощностей.Но в девяностых годах упрощенная воксельная технология внезапно — с выходом симулятора Comanche: Maximum Overkill — обрела популярность в играх.

Устранение ступенчатости

Источник:

Методы сложной фильтрации избавляют текстуры от «лестничного эффекта», но для того, чтобы убрать зазубренные края полигонов, нужна другая технология. Самый распространенный метод сглаживания — мультисэмплинг (multi-sample anti-aliasing), он используется в большинстве современных графических процессоров. При сэмплинге вычисляется значение цвета в нескольких точках внутри экранного пикселя (обычно берется от двух до тридцати двух проб) и потом подсчитывается конечный цвет пикселя. Чем больше сэмплов, тем точнее результат, но тем больше нужно машинных ресурсов. Метод «адаптивного сглаживания» позволяет свести количество проб к минимуму, сохранив при этом качество: при взятии проб сэмплы сравниваются. Если различие велико, процесс продолжается, пока не будет получен стабильный цвет или достигнуто максимально возможное число проб. Сегодня сглаживание используется в каждой игре, а впервые его применили в Tomb Raider на карточках 3dfx.

Карты нормалей

Источник:

Наложив текстуру, можно получить рисунок на любой поверхности. Но поверхность все равно будет неправдоподобной: текстурирование не может передать перепадов света на выпуклостях и в углублениях. В таких случаях используются карты нормалей: на поверхность добавляется текстура с картинкой неровности — в одном канале текстуры содержится значение горизонтального отклонения нормали, а в другом — вертикального. Такая текстура наносится на поверхность, а двухканальное отклонение используется для коррекции нормали поверхности при затенении по Фонгу или другом методе освещения. В итоге симулируется освещение неровной поверхности. Этот метод был с большим (возможно, даже слишком большим!) энтузиазмом использован при создании Doom 3, игры с примитивной архитектурой, но крайне высокой степенью детализации поверхностей.