Fraktální reliéf, normály a světlo
Fraktál s 3D vzhledem nevyžaduje volumetrický fraktál. Dvourozměrné skalární pole lze interpretovat jako výšku, diferencovat na normály a stínovat jako povrch.
Vyberte pole výšky
Výšku může určovat hladká iterace, potenciál, vzdálenost nebo složený efekt. Nelineární škálování a omezování určují, zda se jemné detaily hranice promění v hřeben, plošinu nebo šum. Zvolené pole představuje spíše uměleckou interpretaci než fyzický terén.
Počet iterací, hladký potenciál a vzdálenostní pole vytvářejí velmi odlišné výšky. Hrubé iterace vytvářejí schody, kontinuální potenciál měkčí terasy a vzdálenostní pole ostré hrany. Výška by měla být před osvětlením normalizována a její měřítko uloženo. V opačném případě může změna gradientu pozměnit reliéf, i když uživatel očekává pouze změnu barvy.
Normály ze sousedních vzorků
Horizontální a vertikální sklony se odhadují pomocí konečných diferencí. Jejich vektorový součin nebo ekvivalentní vzorec pro gradient udává směr normály. Velikost vzorkovacího kroku by měla odpovídat měřítku výstupních pixelů; v opačném případě hluboké přiblížení nebo export ve vysokém rozlišení změní zdánlivou ostrost.
Normály vznikají z rozdílů mezi sousedními vzorky výšky. Jejich síla závisí na rozestupu pixelů a přiblížení; neškálovaný pevný rozdíl způsobuje, že stejný reliéf vypadá při jiném rozlišení strměji. Centrální rozdíly jsou symetrickější než jednostranné. Okraje dlaždic potřebují vzorky halo, aby se zabránilo viditelným přechodům osvětlení.
Směrové a bodové světlo
Směrové světlo používá všude jeden směr, jako vzdálený zdroj. Bodové světlo závisí na vektoru a vzdálenosti od každého bodu povrchu a může se zeslabovat. Pojmy jako okolní, difúzní, odražené a okluzní světlo by měly odrážet odlišné ovládací prvky a aktivní stavy.
Směrové světlo má pro každý pixel jeden směr. Bodové světlo také potřebuje polohu a vzdálenost od každého bodu povrchu, čímž vzniká měnící se směr a útlum. Přepínač v uživatelském rozhraní, který mění pouze svůj popisek, zatímco shader stále čte směrovou proměnnou uniform, nikdy nemůže aktivovat bodové světlo. Stavový model, rozložení proměnných uniform a větev shaderu musí mít stejný typ světla.
Zdroje a další literatura
Tento článek shrnuje následující odborné zdroje v původním znění. Přístup a redakční revize 12 srpen 2026.
- The Science of Fractal ImagesSpringer
- Metal overviewApple Developer Documentation
Pokračujte v této myšlence
Odhad vzdálenosti a struktura kontur
Jak odhady zohledňující derivace aproximují vzdálenost od hranice fraktálu a podporují kontury, vyhlazování a reliéf.
Fraktální kolorace nad rámec iteračních pásem
Průvodce hladkou iterací, potenciálem, vzdáleností, úhlem, orbitálními pastmi, vybarvováním vnitřku a percepčními přechody.
Fraktální renderování pomocí GPU
Jak fraktální pixely využívají paralelní výpočet Metal na Mac a Apple Silicon, kde divergence a přesnost ovlivňují výkon, a proč je důležité postupné zpřesňování.