Làm thế nào một người có thể xây dựng một hiệu ứng tầm nhìn hồng ngoại thực tế tinh tế?

Làm thế nào bạn sẽ đi về việc xây dựng một hiệu ứng tầm nhìn hồng ngoại thực tế với các bóng đổ? Theo thực tế, tôi có nghĩa là một cái nhìn thực tế, như ví dụ này .

Tôi có một ý tưởng về việc tạo ra một kết cấu để xác định lượng nhiệt phát ra của vật liệu và sau đó xác định bằng cách sử dụng sản phẩm chấm của bình thường và xem vectơ lượng nhiệt đó đến được với người xem nhưng tôi thậm chí không chắc đây là tầm nhìn nhiệt thậm chí hoạt động vì vậy tôi muốn kiểm tra xem có cách tiếp cận nào tốt hơn không trước khi bắt đầu thực hiện điều gì đó có thể hoàn toàn sai.

Có IR, và sau đó có IR. Phạm vi của các bước sóng ánh sáng thường được gọi là " hồng ngoại " kéo dài từ rìa của phạm vi thị giác của con người (khoảng 700nm) lên đến 1 mm = 1.000.000 nm.

Câu trả lời của Philipp là chính xác đối với ánh sáng "cận hồng ngoại" (khoảng 700 đến 1.400nm), về cơ bản giống như ánh sáng nhìn thấy bình thường, ngoại trừ việc nó không nhìn thấy được bằng mắt người. Để mô hình hóa tầm nhìn gần hồng ngoại, bạn chỉ cần thay thế kết cấu vật thể và màu sắc nguồn sáng bằng các màu thay thế mô hình phản xạ và cường độ ánh sáng của chúng ở các bước sóng khác nhau hơn bình thường

Tuy nhiên, dựa trên cách diễn đạt câu hỏi của bạn và video bạn liên kết đến, bạn dường như quan tâm nhiều hơn đến phạm vi "hồng ngoại nhiệt" (8.000 đến 15.000nm), tương ứng với mức cực đại của phổ bức xạ nhiệt của hầu hết các vật thể hàng ngày , bao gồm cả cơ thể con người. Bức xạ này vẫn hoạt động theo hầu hết các cách như "ánh sáng" và có thể được mô hình hóa bằng các kỹ thuật đồ họa máy tính tiêu chuẩn (trái ngược với sóng vô tuyến , nơi các bước sóng đủ dài để các giả định tiêu chuẩn của quang học tia bắt đầu bị phá vỡ), nhưng thế giới như đã thấy trong hồng ngoại nhiệt có đặc thù của nó:

• Như đã lưu ý ở trên, hầu hết các vật thể sẽ phát sáng trong IR nhiệt. Đối với ánh sáng khả kiến, bạn thường có thể giả định rằng chỉ có một vài nguồn sáng thực sự, với mọi thứ khác chỉ là ánh sáng phản xạ phát ra từ các nguồn khác. Đối với IR nhiệt, tùy thuộc vào (các) bước sóng chính xác được chọn, điều ngược lại thường xảy ra.

• Ngược lại, hầu hết các bề mặt cũng sẽ hấp thụ IR nhiệt khá hiệu quả. Điều này sẽ đến lượt chúng làm ấm chúng, khiến chúng tự phát ra lại nhiều IR hơn. Trên thực tế, dường như mọi bề mặt đều là lân quang .

• Phổ IR nhiệt (tức là "màu") được phát ra bởi hầu hết các bề mặt sẽ chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ của chúng. Sự phát xạ nội tại của vật liệu bề mặt cũng có ảnh hưởng, nhưng tương đối hạn chế.

Do đó, so với tầm nhìn ánh sáng bình thường, việc mô hình hóa tầm nhìn hồng ngoại nhiệt thực tế sẽ đòi hỏi nhiều hơn vào sự chiếu sáng toàn cầu và các giá trị phát xạ thay đổi linh hoạt. Tùy thuộc vào cài đặt của bạn, bạn có thể gian lận một chút ở đây: ví dụ: đối với các cảnh tĩnh, các chức năng truyền nhiệt bức xạ toàn cầu có thể được tính toán trước một lần và đưa vào một ánh sáng tĩnh , giống như bạn làm để chiếu sáng toàn cầu giả quang phổ nhìn thấy được.

Nếu bạn muốn mô phỏng chế độ xem thông qua máy ảnh nhiệt trong trò chơi của mình, tôi khuyên bạn nên ít nhất là như sau:

• Vẽ và / hoặc tính toán kết cấu phát xạ IR đặc biệt và / hoặc kết cấu phản xạ cho các đối tượng của bạn. Đặc biệt chú ý đến sự phát xạ của các vật ấm (như con người hoặc máy móc), tương ứng với nhiệt độ bề mặt của chúng. Độ phản xạ tương đối ít quan trọng.

• Có lẽ bạn sẽ muốn sử dụng chỉ một kênh quang phổ duy nhất (nghĩa là vẽ mọi thứ trong đơn sắc) tương ứng với thông lượng IR nhiệt tổng. Bạn có thể xử lý hậu kỳ hình ảnh bằng cách ánh xạ các giá trị thang độ xám thành một dải màu sai để mô phỏng việc cắt mật độ truyền thống được sử dụng cho ảnh nhiệt.

• Cân nhắc theo dõi rõ ràng nhiệt độ của các bề mặt của bạn, ví dụ như, một điểm trên mặt đất mà một người đang nằm sẽ giữ ấm (và do đó phát sáng trong IR) ngay cả khi người đó đã di chuyển đi. Có một số cách bạn có thể xử lý điều đó (ví dụ: theo dõi nhiệt độ trên đỉnh, thêm đề can cho thay đổi nhiệt độ cục bộ tạm thời, v.v.) với sự đánh đổi khác nhau giữa chủ nghĩa hiện thực và chi phí tính toán. Bạn có lẽ không cần phải làm cho nó rất thực tế, nhưng thậm chí có hiệu lực hiện nay ở tất cả sẽ là một liên lạc tốt đẹp.

Những gì bạn thường thấy từ thế giới là phần thị giác của ánh sáng được phản chiếu bởi các vật thể. Một vật thể màu xanh lá cây chỉ phản chiếu ánh sáng màu xanh lá cây, một vật thể màu đỏ chỉ có ánh sáng màu đỏ và một vật thể màu xanh chỉ có ánh sáng màu xanh lam. Hồng ngoại có thể được coi là màu thứ tư mà mắt bạn không thể cảm nhận được. Máy ảnh hồng ngoại làm cho ánh sáng hồng ngoại có thể nhìn thấy bạn bằng cách cảm nhận nó bằng cảm biến và chuyển đổi hình ảnh hồng ngoại thành bước sóng bạn có thể nhìn thấy.

Giống như một số vật liệu ít nhiều có màu đỏ, xanh lá cây hoặc xanh dương, chúng cũng sáng khác nhau ở IR. Độ sáng hồng ngoại có thể nhưng không nhất thiết phải tương ứng với độ sáng của nó trong ánh sáng khả kiến.

Đây là một cảnh trong nhìn thấy và trong IR. Lưu ý cách lá của cây sáng hơn IR so với thân cây, nhưng độ sáng IR của các phần khác nhau của mặt tiền của tòa nhà tương tự nhau trong ánh sáng nhìn thấy và IR.

Những gì bạn có thể làm là tạo hai phiên bản của tất cả các kết cấu của bạn: một kết cấu RGB cho ánh sáng khả kiến ​​và một kết cấu đơn sắc thay thế cho hồng ngoại. Ở chế độ bình thường, bạn sử dụng kết cấu RGB và ở chế độ IR, bạn sử dụng kết cấu IR.

Bạn cũng có thể cân nhắc sử dụng các nguồn sáng khác nhau trong chế độ IR. Mặt trời tạo ra nhiều ánh sáng hồng ngoại như ánh sáng nhìn thấy. Nhưng các nguồn sáng nhân tạo (như đèn halogen hoặc điốt phát sáng) tạo ra ít hoặc gần như không có ánh sáng hồng ngoại, vì vậy chúng không chiếu sáng bất cứ thứ gì trong hồng ngoại. Mặt khác, có các nguồn sáng mạnh hơn IR (như lửa mở) hoặc chỉ có thể nhìn thấy trong IR (các vật nóng không đủ nóng để phát sáng màu đỏ. Hoặc các nguồn sáng IR nhân tạo. Bạn có biết rằng khi bạn đeo kính IR, bạn có thể sử dụng điều khiển TV làm đèn pin không?). Các điều kiện ánh sáng khác nhau trong ánh sáng bình thường và hồng ngoại có thể là một yếu tố chơi game thú vị.