Enačba upodabljanja je vidik računalniške grafike, ki obravnava, kako svetloba seva in odbija od površin, tako da lahko grafični oblikovalci ustvarijo realistične tridimenzionalne (3D) prizore. Dva dejavnika, ki ju morajo oblikovalci upoštevati, sta neposredna in posredna svetloba ali svetloba iz vira in svetloba, ki se odbija od površin. Eden glavnih medijev, ki uporabljajo enačbo upodabljanja, je 3D animacija, ker bi brez svetlobe prizori in liki izgledali ravno in nerodno. To enačbo uporabljajo tudi video igre, vendar obstajajo edinstveni izzivi, ker morajo igre upodabljati v realnem času. Čeprav je ta tehnika upodabljanja primerna za posnemanje svetlobe, od leta 2011 obstajajo omejitve, ki ji preprečujejo popolno posnemanje svetlobe v resničnem svetu.
Ta enačba je nekoliko zapletena in vključuje številne spremenljivke.
Prav tako ga je mogoče napisati na več različnih načinov, vendar a
vedno je treba upoštevati število spremenljivk. V
enačba, Lo je odhajajoča svetloba;
x je točka na površini in
ω je smer.
Le oddaja svetlobo in
Li prihaja svetloba. Ena različica
enačba izgleda takole:
Lo(x, ω) = Le(x,
ω) + ∫Ωƒr(x,
ω′, ω)Li(x,
ω′)(—ω′ •
n)dω′
To pomeni, da odhajajoča svetloba z določeno smerjo
iz določene točke, je enako svetlobi, oddani iz te točke plus
integral (∫Ω) dvosmerne odbojnosti
porazdelitvena funkcija, vhodna svetloba in dušenje
vhodna svetloba v vseh smereh (ω′) na polobli
določil n.
Oblikovalci morajo pri uporabi enačbe upodabljanja upoštevati dve vrsti svetlobe. Neposredna svetloba je vsaka svetloba, ki prihaja neposredno iz vira svetlobe, kot je žarnica ali sonce. Oblikovalci morajo zagotoviti, da svetloba seva iz vira s pravo intenzivnostjo, da se zagotovi, da se pravilno odbija od površin. Indirektna svetloba je svetloba, ki ni neposredno iz vira, kot je svetloba, ki se ukrivlja okoli površine. To od oblikovalcev zahteva, da zagotovijo, da svetloba natančno opiše teksturo površine in da se svetloba in sence mešajo brez napak.
Računalniško ustvarjene 3D animacije uporabljajo enačbo upodabljanja za ustvarjanje realističnih prizorov. Ker so 3D animacije narejene tako, da posnemajo resnično življenje, stilsko ali realistično, je ta svetloba potrebna, da bi prizori izgledali resnični. Brez svetlobe bi površine in liki izgubili velik del svoje globine in številni gledalci bi morda mislili, da so prizori videti nerodni. Hkrati lahko 3D animacije, narejene za zelo majhne otroke ali tiste z majhnimi proračuni, uporabljajo omejeno svetlobno enačbo, ki ni tako realistična, vendar jo oblikovalci lažje uporabljajo.
Video igre pogosto uporabljajo enačbo upodabljanja, vendar to predstavlja izziv za oblikovalce. S 3D animacijami lahko oblikovalci popravijo svetlobo, če je videti napačna; oblikovalec iger mora programirati svetlobo, da deluje in upodablja v realnem času. To pogosto zahteva pomanjšano enačbo, ki lahko hitro naloži svetlobo.
Čeprav lahko enačba upodabljanja ustvari svetlobo, ki izgleda realistično, obstajajo omejitve, ki preprečujejo kopiranje resničnega življenja. V resničnem svetu lahko svetloba reagira na načine, ki jih je zelo težko programirati. Na primer, svetlobo je mogoče absorbirati in odbijati z različnimi valovnimi dolžinami ali pa jo lahko oddaja pozneje namesto takoj; oboje je zelo težko programirati. Ker pa je večina gledalcev ali igralcev osredotočena na dogajanje animacije ali igre, je malo verjetno, da bo večina gledalcev opazila te težave.