Jaki jest poziom szczegółowości?

Poziom szczegółowości (LoD) w grafice komputerowej odnosi się do procesu upraszczania różnych aspektów graficznych trójwymiarowego (3D) obiektu renderowanego na odległość. Celem implementacji poziomu szczegółowości w programie jest zwiększenie szybkości renderowania, gdy w wirtualnej scenie znajduje się wiele obiektów, a niektóre z nich są tak oddalone od widza, że ​​nieistotne szczegóły i tak nie byłyby widoczne. W zależności od dokładnego sposobu, w jaki poziom szczegółowości jest zintegrowany z programem, może to być jeden z dwóch typów: dyskretny lub ciągły. Dyskretne LoD zastępuje modele 3D lub tekstury oddzielnymi, zwykle gotowymi modelami, które mają mniej szczegółów. Continuous LoD wykorzystuje algorytmy do dynamicznego zwiększania lub zmniejszania szczegółowości modelu zgodnie z potrzebami.

Prawie wszystkie programy graficzne 3D wykorzystują pewien poziom szczegółowości, zwłaszcza gry wideo. Prawidłowo zaimplementowany LoD jest prawie niezauważalny dla widza. Gdy obliczona odległość między obiektem w wirtualnej scenie a pozycją widza przekracza określoną liczbę, poziom szczegółowości można zmniejszyć. Ta redukcja zwykle skutkuje mniejszą liczbą wielokątów tworzących obiekt 3D, niższą jakością obrazów tekstur lub kombinacją obu. Szybkość renderowania sceny, która wykorzystuje poziom szczegółowości, jest znacznie większa niż szybkość renderowania sceny, w której obiekty są stale z pełną szczegółowością.

Dyskretny poziom szczegółowości to metoda wykorzystująca określoną liczbę odległości do określenia, który model obiektu zostanie wyrenderowany. Różne poziomy jakości modelu 3D można utworzyć w programie do modelowania lub obliczyć podczas uruchamiania programu, a następnie zapisać do późniejszego wykorzystania. Ta metoda działa dobrze, ponieważ jest prosta i szybka. Nie jest również faworyzowany przez niektórych programistów i artystów, ponieważ czasami przeskok z jednego modelu LoD do drugiego może wydawać się zbyt oczywisty i powodować, że obiekt nagle wydaje się większy i bardziej szczegółowy przed widzem.

Ciągły poziom szczegółowości w rzeczywistości wykorzystuje algorytmy do podzielenia wielokątów tworzących obiekt i podzielenia ich w celu uzyskania większej szczegółowości lub konsolidacji ścian w celu uzyskania mniejszej szczegółowości. Ta wersja LoD umożliwia płynne przejście od pojedynczego piksela do pełnej szczegółowości w miarę zmniejszania odległości. Jednak algorytmy mogą czasami bardzo obciążać procesor, a także mogą dawać niepożądane wyniki, takie jak brakujące powierzchnie wielokątów lub zmiany w modelach 3D, które zniekształcają początkową geometrię.

Inne odmiany LoD obejmują obniżenie jakości obrazów z mapami tekstur, zamiast nich użycie bardzo niskiej jakości małych obrazów lub nawet użycie jednolitego koloru bez mapowania tekstury w celu przybliżenia wyglądu z daleka. W innej metodzie, zamiast faktycznego wczytywania modelu 3D o obniżonej jakości do celów LoD, model znajdujący się na odległość zostaje zastąpiony geometrycznym prymitywem, takim jak sfera lub prostokąt, który renderuje się znacznie szybciej niż dowolne wielokąty. Istnieją inne algorytmy, których można użyć do bardziej szczegółowych rodzajów obliczeń LoD, takich jak te potrzebne do modyfikacji siatek terenu i te, których można użyć do przybliżenia obiektów, które szybko poruszają się po scenie.