Skuggningsvariationer

Skuggningsvariationer är skillnader i hur ljus uppfattas på ytor i ett visuellt sammanhang. Begreppet används ofta inom datorgrafik, rendering och arkitektonisk visualisering för att beskriva hur intensitet, färgton och nyans varierar över en överfalde, drivet av ljuskällor, materialegenskaper och geometri.

Orsakerna till skuggningsvariationer är många. Riktningen och intensiteten hos ljuset påverkar hur starkt en yta upplevs, medan ytans normals ligger i olika vinklar mot ljuskällan. Materialegenskaper som albedo, roughness och metallhet avgör hur ljuset sprids eller absorberas. Geometriska detaljer som kurvatur och räfflor skapar lokala variationer, och occlusion samt global belysning bidrar till att ljus studsar mellan ytor och blir delvis dämpat i skuggor.

Modeller och tekniker som används för att hantera skuggningsvariationer inkluderar traditionell skuggning som flat shading, Gouraud shading och Phong shading, samt modern fysikbaserad rendering (PBR). Inom PBR används olika BRDF:er som Lambertian och Cook–Torrance för att beskriva hur ljus reflekteras. Texturer som albedo, metallic, roughness och normal maps bidrar till detaljrik variation. Komplementära tekniker som ambient occlusion, shadow mapping och ray tracing används för att skapa eller förstärka skuggning och realistiska ljusförhållanden.

Tillämpningar omfattar spel, film, visualisering och arkitektur, där skuggningsvariationer bidrar till materialigenkänning, djup och realism. Begreppet relaterar till skuggor, global belysning och BRDF, och historiskt har utvecklingen från enklare modeller till dagens PBR förbättrat konsistensen av skuggningar över olika ljusmiljöer.