Trong phần này ta sẽ đánh giá 3 thuật giải và chú ý đến năm khía cạnh sau:
Tốc độ - lượng thời gian (bao gồm cả quá trình tiền xử lý) yêu cầu để trả lại một hình ảnh.
Chất lượng ảnh – cách tạo ra hình ảnh, tùy chọn theo yêu cầu – xử lý tham số được yêu cầu để đạt được kết quả mong muốn.
Sự hạn chế hình học – kỹ thuật có thể điều khiển những cảnh chuyên biệt hoặc có hạn chế. Có thể sẽ tốt hơn ở một vài khung cảnh so với những cảnh khác.
Sự thực hiện khó khăn – mất nhiều công sức để thực hiện giải thuật.
8.4.1. Raytracing
Raytracing là một giải thuật khá nhanh. Thời gian trả lại thường nằm trong đơn vị giây thậm chí cho những khung cảnh khó với một sự thực hiện cẩn thận.
Những hình ảnh sản sinh thì ấn tượng nhưng lại rất xa thực tế và nó thường được nhìn thoáng qua rằng hình ảnh đó được tạo ra bởi một raytracer. Từ tốt nhất để mô tả hình ảnh “siêu thực”. Những phản xạ xuất hiện với độ sắc không giảm và hình bóng thì rất sắc.
Raytracing bởi vậy cho kết quả rất thực tế trên khung cảnh nơi mà những đặc tính này thì rất nổi bật như là khung cảnh với nhiều kính, gương và kim loại bóng. Mặt khác khung cảnh với đối tượng “khuếch tán” giống như thảm và nguồn sáng bề mặt hoặc cảnh ngoài trời không thể được trả lại chân thực với một raytracer cơ bản. Kết luận là sự tương tác khuếch tán ánh sáng thì nổi bật trong thực tế nhưng nó chưa được sử dụng đúng mức vào trong một raytracer.
Có rất ít các yêu cầu của khách hàng và không có sự hạn chế về hình học. Hơn nữa việc thực hiện giải thuật thì khá dễ.
8.4.2. Radiosity
Radiosity thì khá chậm so với raytracing nhưng từ giải thuật không tính đến sự tương tác phản chiếu với giải pháp trả lại cảnh quan độc lập. Giải pháp có thể được sử dụng bởi một bộ phần cứng tăng tốc trả lại tiêu chuẩn, ví dụ: toàn bộ radiosity tính toán có thể là tốn kém với bước tiền xử lý sau đó sự tương tác tỷ lệ khung hình (framerates) là có thể.
Chất lượng hình ảnh của những radiosity phát sinh có thể là rất tốt cho khung cảnh, mà không có sự tương tác lóng lánh nào nhưng những khung cảnh như vậy thì không dễ tìm thấy trong thực tế (nhưng dễ hơn để tìm khung cảnh chỉ với sự tương tác lóng lánh cho cái mà raytracing tốt nhất). Từ khi sự tương tác lóng lánh được hoàn toàn lờ đi bởi thuật giải, khung cảnh mà chứa đựng điều này thì không thể trả lại khung cảnh hiện thực.
Vài yêu cầu của khách hàng về một khung cảnh là cần thiết để đạt được những kết quả mong muốn. Đặc biệt kích cỡ của miếng vá và năng lượng của ánh sáng có thể khó đánh giá sớm được.
Giải thuật sử dụng miếng vá hình chữ nhật xấp xỉ hình học khi tính toán giải pháp và từ sự phức tạp của số miếng vá hình vuông đó cũng không quá nhiều. Điều này có nghĩa là muốn uốn cong những bề mặt như một hình cầu toán học có thể chỉ xấp xỉ tới độ nào đó hoặc sự tính toán sẽ rất lâu. Sự phức tạp của khung cảnh không thể quá cao cho cùng một lý do.
Sự thực hiện giải thuật có thể sử dụng lượng thời gian khá lớn chủ yếu vì ở đó có một số bước quan trọng.
8.4.3. Photon mapping
Photon mapping có thể nhanh hơn raytracing nếu chỉ có vài photon được sử dụng. Tuy nhiên trong khi cả chất lượng hình ảnh và thời gian trả lại tăng lên theo số lượng photon được sử dụng có lẽ nó sẽ có phần chậm hơn raytracer khi sử dụng trong thực tế.
Từ khi giải pháp photon mapping thường được sử dụng để xây dựng phía trên của 1 raytracer bình thường thì nó có thể sản sinh tất cả các hình ảnh đó như một raytracer bình
thường. Hiệu năng của phương pháp photon mapping là nó có khả năng mô hình hóa rất nhiều hiện tượng-vật kỳ lạ (phenomeanas) trong thế giới thực mà đây là điều không thể đối với một mình raytracing (như là màu máu tươi, tụ quang, hình bóng mềm …). Hình ảnh sẽ rất tốt và hiện thực khi có đủ số photon được sử dụng.
Xuất hiện vấn đề làm sao sử dụng để cho một kết quả tốt yêu cầu rất nhiều sự ngắt quãng, và như vậy nó không dễ để trả lại hình ảnh hoàn hảo ở lần thử đầu tiên. Tức là photon mapping không đặt những sự hạn chế về khung cảnh, photon có thể chứa bất kỳ loại hình học nào miễn là điểm giao nhau có thể được tính toán và sự thực hiện của phương pháp khá tiên tiến mới lạ. Phần khó nhất là ngắt quãng nó vào trong việc sản sinh một kết quả có sức thuyết phục.
Tóm tắt:
Ánh sáng là phần rất quan trọng trong đồ hoạ máy tính. Trong chương này đi sâu vào xét các giải thuật đồ hoạ ánh sáng, cụ thể là các giải thuật chiếu sáng toàn cục:
Raytracing, Radiosity và Photo mapping.
Mỗi một thuật toán đều xét đặc điểm, trình bày các bước và các công thức trong giải thuật, cuối cùng đánh giá ưu nhược điểm của từng giải thuật.
Kết thúc chương là so sánh ba giải thuật được đưa ra.