Я знаю два різних загальних значення "світлового зонда". Вони обидва представляють світло навколо однієї точки сцени, тобто те, що ви бачили б навколо себе в усіх напрямках, якби ви зменшилися до невеликого розміру і стояли в цій точці.
Одне значення - сферичне гармонічне зображення світла навколо точки. Сферичні гармоніки - це сукупність функцій, визначених над сферичною областю, аналогічні синусоїдам, які певну кількість разів коливаються навколо екватора і від полюса до полюса на сфері.
Сферичні гармоніки можна використовувати для створення плавного наближення будь-якої сферичної функції з низькою роздільною здатністю шляхом масштабування та додавання певної кількості сферичних гармонік, як правило, 4 (відомих як лінійний, перший ступінь або односмуговий SH) або 9 ( називається квадратичним, другого ступеня або дводіапазонним SH). Це дуже компактно, оскільки потрібно зберігати лише коефіцієнти масштабування. Наприклад, для квадратичної SH з даними RGB вам потрібно лише 9 * 3 = 27 значень на зонд. Таким чином, SH робить дуже компактне, але також обов'язково дуже м'яке і розмите, подання світла навколо точки. Це підходить для дифузного освітлення, а можливо, дзеркального з високою шорсткістю.
На цьому скріншоті з технічного блогу Simon's демонструється масив світлових зондів SH, розміщених по всій сцені, кожен з яких показує непряме освітлення, отримане в цей момент:
Інший на даний момент загальний зміст "світлового зонда" - це кубічна карта навколишнього середовища, рівень мип якої попередньо розмита на різні рівні, тому його можна використовувати для дзеркального освітлення з різним рівнем шорсткості. На цьому зображенні з блогу Seb Lagarde показана основна ідея:
Миші з більшою роздільною здатністю (вліво) використовуються для полірованих поверхонь, де потрібно детальне відображення зображення. Праворуч рівні нижньої роздільної здатності все більше розмиваються і використовуються для відображення від більш грубих поверхонь. У шейдері під час відбору проб цієї кубічної карти ви можете обчислити потрібний рівень мип на основі шорсткості матеріалу та скористатися трилінійним обладнанням для фільтрування.
Обидва ці типи світлових зондів використовуються в графіці в реальному часі для наближення непрямого освітлення. Незважаючи на те, що пряме освітлення можна обчислити в режимі реального часу (або принаймні орієнтовно добре використовувати для освітлення району), непряме освітлення, як правило, все ще випікається в офлайновому попередньому процесі через його складність та обчислювальні витрати.
Традиційно результатом процесу випікання були б світлові карти, але світлові карти працюють лише для розсіяного освітлення на статичній геометрії, і вони займають багато пам’яті. Випікання зондів світлових зондів SH (ви можете дозволити собі їх багато, тому що вони дуже компактні), а також більш рідке розсипання світлових зондів кубомапи дозволяє отримати гідне дифузне та дзеркальне непряме освітлення як на статичних, так і на динамічних об'єктах. Вони сьогодні популярні варіанти в іграх.