Pencorakan Gouraud

Pencorakan Gouraud (bahasa Inggris : Gouraud Shading), diberi nama sesuai penemunya Henri Gouraud, adalah metode interpolasi yang digunakan dalam komputer grafis untuk menghasilkan corak (shading) kontinu pada permukaan yang direpresentasikan oleh mesh poligon. Dalam praktiknya, shading Gouraud paling sering digunakan untuk mencapai pencahayaan berkelanjutan pada mesh segitiga dengan menghitung pencahayaan di sudut tiap segitiga dan menginterpolasi warna yang dihasilkan secara linier untuk setiap piksel yang dicakup oleh segitiga. Gouraud pertama kali mempublikasikan teknik ini pada tahun 1971. ^[1] ^[2] ^[3]

*mesh* segitiga ber-*shading* Gouraud yang menggunakan model refleksi Phong

Keterangan

Cara kerja pencorakan Gouraud adalah sebagai berikut: memperkirakan vektor normal untuk tiap verteks pada poligon model 3D, atau merata-rata vektor normal permukaan poligon. Dengan perkiraan tersebut, kemudian dilakukan penghitungan pencahayaan berdasarkan model refleksi, sebagai contoh menggunakan model refleksi Phong, untuk menghasilkan intensitas warna pada verteks-verteks tersebut. Untuk setiap piksel pada layar yang dicakup mesh poligon, intensitas warna kemudia diinterpolasi dari nilai warna yang digitung pada verteks-verteksnya.

Perbandingan dengan teknik shading lainnya

Perbandingan shading datar dan shading Gouraud.

Pencorakan Gouraud dianggap lebih unggul dibandingkan shading datar dan memerlukan pemrosesan jauh lebih sedikit daripada shading Phong, tetapi biasanya akan menghasilkan tampilan kotak-kotak.

Dibandingkan dengan pencorakan Phong, kelebihan dan kelemahan shading Gouraud terletak pada interpolasinya. Jika mesh mencakup lebih banyak piksel pada layar dibanding pada verteksnya, menginterpolasi nilai warna dari sampel pengitungan pencahayaan pada verteks-verteksnya akan memerlukan lebih sedikit pemrosesan daripada melakukan penghitungan pencahayaan untuk setiap piksel satu per satu seperti pada pencorakan Phong. Namun, efek cahaya tertentu (seperti titik mengkilap pada suatu permukaan) tidak akan terender secara benar, dan jika titik mengkilap tersebut berada di tengah-tengah permukaan serta tidak menyentuh verteks poligon, efek tersebut tidak akan muncul pada perenderan Gouraud, Begitu juga sebaliknya, jika titik mengkilap berada pada verteks poligon, efek titik mengkilap akan terender secara benar, namun akan menyebar secara tidak alami ke semua poligon sekitarnya karena adanya interpolasi.

Masalah akan muncul pada perenderan objek-objek yang memiliki titik mengkilap yang harus bergerak sehalus mungkin saat objek tersebut berputar. Pencorakan Gouraud akan menghasilan titik kilap yang muncul dan hilang bergantian secara intens, intensitasnya akan memuncak ketika titik kilap tepat mengenai verteks objek. Meskipun masalah ini dapat diselesaikan dengan menambah jumlah verteksnya, pada titik tertentu hasil dari pencorakan Gouraud akan menurun kualitasnya sehingga disarankan untuk beralih ke model shading lain yang lebih detail.

Bola yang menggunakan pencorakan Gouraud - terlihat titik mengkilap objek terender sangat buruk.
Bola lain yang dirender dengan jumlah poligon lebih banyak.

Interpolasi linier dan hiperbolik

Makalah asli Gouraud menjelaskan tentang interpolasi warna linier. ^[1] Pada tahun 1992, Blinn membuat algoritma yang efisien untuk interpolasi hiperbolik ^[4] yang digunakan pada GPU sebagai alternatif metode interpolasi linier. Varian linier dan hiperbolik dari interpolasi warna dari verteks ke piksel secara umum disebut "pencorakan Gouraud".

Pita Mach

Setiap interpolasi intensitas linier apa pun akan menyebabkan diskontinuitas turunan yang dapat menyebabkan pita Mach, sebuah artefak visual umum dari pencorakan Gouraud.

Lihat juga

Daftar algoritma pencorakan yang umum
Model refleksi Blinn – Phong
Shading Phong

Referensi

^ ^a ^b Gouraud, Henri (1971). Computer Display of Curved Surfaces, Doctoral Thesis (Tesis). University of Utah. http://content.lib.utah.edu/cdm/ref/collection/uspace/id/4477. Kesalahan pengutipan: Tanda <ref> tidak sah; nama "thesis" didefinisikan berulang dengan isi berbeda
^ Gouraud, Henri (1971). "Continuous shading of curved surfaces" (PDF). IEEE Transactions on Computers. C–20 (6): 623–629. doi:10.1109/T-C.1971.223313.
^ Gouraud, Henri (1998). "Continuous shading of curved surfaces". Dalam Rosalee Wolfe. Seminal Graphics: Pioneering efforts that shaped the field . ACM Press. ISBN 1-58113-052-X.
^ Blinn, James F. (July 1992). "Hyperbolic Interpolation". IEEE Computer Graphics and Applications. 12 (4): 89-94. doi:10.1109/MCG.1992.10028.

[thesis-1] Gouraud, Henri (1971). Computer Display of Curved Surfaces, Doctoral Thesis (Tesis). University of Utah. http://content.lib.utah.edu/cdm/ref/collection/uspace/id/4477. Kesalahan pengutipan: Tanda <ref> tidak sah; nama "thesis" didefinisikan berulang dengan isi berbeda

[2] Gouraud, Henri (1971). "Continuous shading of curved surfaces" (PDF). IEEE Transactions on Computers. C–20 (6): 623–629. doi:10.1109/T-C.1971.223313.

[3] Gouraud, Henri (1998). "Continuous shading of curved surfaces". Dalam Rosalee Wolfe. Seminal Graphics: Pioneering efforts that shaped the field . ACM Press. ISBN 1-58113-052-X.

[4] Blinn, James F. (July 1992). "Hyperbolic Interpolation". IEEE Computer Graphics and Applications. 12 (4): 89-94. doi:10.1109/MCG.1992.10028.

[1]

[2]

[3]

[4]