4.2.3 Whittedov algoritem

Izvedba splosnega sledenja zarku je zahtevna zaradi velikega stevila izracunov presekov, kot tudi mnozice moznih sekundarnih zarkov s katerimi katerih lahko prihaja osvetlitev. Na sliki 4.5 je prikazan primarni zarek , ki na prvi presecni povrsini generira odbiti zarek in prepusceni zarek . V tocki preseka se doloci tudi direktna osvetlitev v smeri .

Whittedov pristop dolocanja indirektne osvetlitve uposteva samo zarke v smeri in . Ce je povrsina odbojna, se generira sekundarni zarek v smeri tolikokrat, kolikorkrat je podrebno, da je prispevek k osvetlitvi primarnega zarka se bistven ali ce je dosezeno predpisano stevilo zrcalnih odbojev. Podobno velja za prozorne povrsine. Na sliki 4.5 so vse krogle delno prozorne in odbojne. V splosnem vsak sekundarni zarek generira tri zarke, od katerih sta dva rekurzivna.

 

Slika 4.5: Potovanje zarka . Na vsaki presecni povrsini se generirajo odbiti , prepusceni in sencni zarki

Poenostavljen osvetlitveni model v vsaki presecni tocki, na osnovi Hallovega modela, lahko zapisemo kot:

kjer je prvi izraz lokalna osvetlitev, drugi izraz direktna osvetlitev. Zadnja dva izraza sta globalna osvetlitev, ki jo prispevata zrcalni in prepusceni zarek.

Dolocitev globalne osvetlitve se algoritmicno ne razlikuje od dolocitve osvetlitve za primarne zarke, kar poenostavi izvedbo programa z rekurzivno naravo dolocanja globalne osvetlitve. Primarne zarke generiramo po sledecem algoritmu:

  proc  Screen(Comp *scene, *Camera *view, 
              Display *display, Color *pic)

  ¯ begin\

    		 { doloci meje rastrskega pomnilnika in koren vseh objektov }

    		  for ¯ y :=   to    do ¯

    		 		  for ¯ x :=   to    do ¯

    		 		 		 { izracunaj smer primarnega zarka , 
                ki gre skozi

    		 		 		  zaslonsko tocko  }

    		 		 		 Trace(0, , , barva);

    		 		 		 { shrani barvo v rastrski pomnilnik *pic }

    		 		  od

    		  od

   end

Algoritem sledenja zarkov Trace je isti za vse primarne in sekundarne zarke. Je rekurziven z omejitvijo globine. Nekatere implementacije delijo Trace na dva podprograma. Prvi sledi zarku in isce presecisca z objekti, drugi pa skrbi za izracun osvetlitve v najblizjem preseciscu.  

  proc  Trace(int globina, Vec3D , Vec3D ,
               Barva *barva)

   begin\

    		 if globina > maxglobina  then\

    		 		 barva := crna

    		 else\

    		 		  begin\

    		 		 ¯ { poisci najblizje presecisce za 
                      podani zarek  in }

    		 		 		  if presecisce obstaja  then\

    		 		 		 		  begin\

    		 		 		 		  ¯ { doloci normalo v preseciscu }

    		 		 		 		 		 { izracunaj lokalno osvetlitev }

    		 		 		 		 		 { doloci sencne zarke  in 
                  direktno osvetlitev }

    		 		 		 		 		 { izracunaj smer zrcalnega odboja  }

    		 		 		 		 		 Trace(globina+1, presecisce,
                      , zrcalna-barva)

    		 		 		 		 		 { izracunaj smer prepuscenega 
                    zarka   }

    		 		 		 		 		 Trace(globina+1, presecisce,
                      , prepuscena-barva)

    		 		 		 		 		 { zdruzi barvo lokalne osvetlitve, direktne
    osvetlitve, zrcalno barvo

    		 		 		 		 		  in prepusceno barvo z upostevanjem 
    lastnosti povrsine }

    		 		 		 		  end

    		 		  end

   end  { Trace }