Specjalne ustawienia przy Raytracing

Oprócz wyżej wymienionych ustawień dotyczących źródeł światła, istnieje jeszcze możliwość dokonania dalszych ustawień dla metody Raytracing. Do tego celu służy okno dialogowe, które otwierane jest po kliknięciu w prawą stronę ikony .

Składa się ono z dwóch opcji Raytracing i czysty Phong-Shading, przy czym dla metody Raytracing istnieją jeszcze pola składowe. Phong-Shading jest pojęciem pochodzącym z grafiki komputerowej, która wprowadzona została już w latach siedemdziesiątych, przez jednego pana o nazwisku Bui Tuong Phong. Odpowiada ona w zasadzie metodzie Raytracing jeżeli chodzi o obliczanie oświetlenia, ale nie uwzględnia jednakże takich efektów, jak cienie, odbicie lub załamanie światła. W przeciwieństwie do normalnego sposobu prezentacji, przeprowadzane są w metodzie Phong-Shading obliczenia oświetlenia dla każdego piksela widocznego na ekranie.

Podczas normalnej prezentacji, wykorzystującej tak zwany efekt Gouraud-Shading, obliczane są warunki oświetleniowe tylko w punktach narożnikowych poszczególnych płaszczyzn i następnie są równomiernie rozdzielane w ramach tej płaszczyzny. Matematyk będzie w tym wypadku mówił o dwuliniowej interpolacji. Takie równomierne rozdzielanie oświetlenia w metodzie Gouraud-Shading ma tą wadę, że efekty świetlne pochodzące z poza tej płaszczyzny, nie są dokładnie przedstawiane. Jeżeli na stosunkowo dużej podłodze, składającej się tylko z jednej płaszczyzny, postawiona zostanie jedna lampa, to warunki oświetlenia będą obliczane tylko w czterech narożach a jasna plama pod lampą po środku tej płaszczyzny będzie niewidoczna. W przeciwieństwie do powyższego Phong-Shading oblicza warunki oświetlenia dla każdego piksela co spowoduje, że będzie również widoczna wspomniana jasna plama.

Zaletą metody Phong-Shading w stosunku do Gouraud-Shading jest lepsze obliczanie rozkładu oświetlenia. Wadą w porównaniu z metodą Raytracing jest to, że nie uwzględniane są cienie, odbicia i załamania światła. Czysta metoda Phong-Shading zajmuje mniej czasu komputera niż metoda Raytracing, ale więcej niż normalna prezentacja za pomocą metody Gouraud-Shading.

Po wybraniu w oknie dialogowym Raytracing, istnieje ponadto możliwość określenia, czy Raytracing ma być przetwarzany w uwzględnieniem cieni, odbicia i załamania światła. Poszczególne wersje można wyłączyć i uzyskać w ten sposób specjalne efekty lub po prostu aby skrócić czas przetwarzania.

W części wprowadzającej wspomniano już o tym, że obliczanie cieni względnie płaszczyzn, które nie znajdują się w cieniu, a oświetlonych przez dużą ilość źródeł światła, jest bardzo pracochłonne dla komputera. Celem ograniczenia tych czasów przetwarzania, zainstalowano do obliczania cieni, dwie różne metody, które mogą być wykorzystywane w zależności od potrzeb. Pierwsza z nich polega na dokładnym obliczeniu cienia, druga nie jest tak dokładna - ale za to znacznie szybsza. Zasadnicza różnica pomiędzy obiema metodami polega na tym, że przy szybkim obliczaniu nie jest sprawdzane, czy ściany danego pomieszczenia rzucają cienie do tego pomieszczenia. W wypadku normalnym jest to prawidłowe: wyobraźmy sobie np. pomieszczenie czworokątne; nigdy cienie ścian nie będą widoczne w tym pomieszczeniu.

Może to jednak prowadzić do wystąpienia błędu, jeżeli pomieszczenie ma np. kształt litery „L”. Jeżeli lampa znajduje się w jednym ramieniu litery L. to mimo wszystko ściana w drugim ramieniu litery L może rzucać cień Jeżeli zostanie do obliczania cienia wybrany rozkaz szybko, to ten cień, nie zostanie zauważony, - po wybraniu rozkazu dokładnie, stanie się on widoczny.

Po uaktywnieniu opcji z cieniami, w obszarze Cieniowanie Elementów pomieszczenia* można ustawić, czy elementy pomieszczenia takie jak ściany, okna, drzwi, dachy itp. Mają rzucać cienie podczas raytracingu czy też nie. Lista Elementów pomieszczenia pozwala ustalić, dla których elementów pomieszczenia można ustawić odrębnie rzucanie cieni. W ten sposób można wprowadzić ustawienie tego rodzaju, że ściany rzucają cienie w widoku dziennym w ujęciach zewnętrznych, a nie w pomieszczeniach wewnętrznych budynku, gdyż powodowałoby to zbyt ciemne warunki oświetleniowe.

Wybranie opcji włączone powoduje rzucanie cienia przez element, wybranie opcji wyłączone powoduje brak cienia. Opcja automatycznie powoduje, że elementy rzucają cienie tylko w widokach nocnych. W widokach dziennych i w widokach zależnych od czasu dojdzie do utworzenia cieni tylko wtedy, gdy obserwator znajdzie się poza pomieszczeniem, a więc stoi na zewnątrz i stamtąd obserwuje budynek. Jeśli stoi w pomieszczeniu elementy pomieszczenia nie wygenerują cieni.

Jeśli wybrano widok zależny od czasu, dla ustawienia automatycznie podczas zmiany widoku z dziennego na nocny rzucanie cieni zostanie odpowiednio dopasowane. Oznacza to, że tak długo jak bieżącym widokiem jest widok nocny i włączone są lampy, elementy pomieszczenia będą rzucać cienie wewnątrz pomieszczeń

Dzięki opcji „z miękkimi cieniami” prezentacja staje się bardziej realistyczna, ale jednocześnie wymaga więcej czasu na obliczenia. Należy przy tym zwrócić uwagę, że światło otoczenia (światło słoneczne) nie wywołuje miękkich cieni (również w rzeczywistości). Zatem przy wizualizacjach zewnętrznych nie zauważą Państwo w ArCOn żadnych bądź prawie żadnych różnic. Wewnątrz pomieszczeń ze źródłami światła różnice są istotne. Przedtem należy jednak odpowiednim źródłom światła przyporządkować właściwość tworzenia miękkich cieni podczas raytracingu. Można to zrobić w zakładce Źródło światła okna dialogowego Ustawienia obiektów.