Persamaan rendering adalah aspek grafis komputer yang berhubungan dengan bagaimana cahaya memancar dan memantul dari permukaan, sehingga desainer grafis dapat membuat adegan tiga dimensi (3D) yang realistis. Dua faktor yang harus dipertimbangkan oleh desainer adalah cahaya langsung dan tidak langsung, atau cahaya dari sumber dan cahaya yang memantul dari permukaan. Salah satu media utama yang menggunakan persamaan rendering adalah animasi 3D karena tanpa cahaya, adegan dan karakter akan terlihat datar dan canggung. Video game juga menggunakan persamaan ini, tetapi ada tantangan unik karena game harus dirender secara real-time. Meskipun teknik rendering ini cocok untuk meniru cahaya, pada tahun 2011, ada batasan yang membuatnya tidak dapat meniru cahaya secara sempurna di dunia nyata.
Persamaan ini agak rumit, dan mencakup sejumlah variabel.
Dimungkinkan juga untuk menulisnya dalam beberapa cara berbeda, tetapi a
jumlah variabel harus selalu diperhitungkan. Dalam
persamaan, Lo adalah cahaya keluar;
x adalah titik pada permukaan, dan
adalah arahnya.
Le adalah cahaya yang dipancarkan, dan
Li adalah cahaya yang masuk. Satu versi
dari persamaan terlihat seperti ini:
Lo(x, ) = Le(x,
) + r(x,
, )Li(x,
)(—ω′ •
n)dω′
Apa artinya ini adalah cahaya yang keluar, dengan arah tertentu
dari suatu titik tertentu, sama dengan cahaya yang dipancarkan dari titik tersebut ditambah
integral (∫Ω) dari reflektansi dua arah
fungsi distribusi, cahaya yang masuk, dan redaman dari
cahaya yang masuk, ke segala arah (ω′) di belahan bumi
ditentukan oleh n.
Desainer harus mempertimbangkan dua jenis cahaya saat menggunakan persamaan rendering. Cahaya langsung adalah cahaya yang datang langsung dari sumber cahaya, seperti bola lampu atau matahari. Desainer harus membuat cahaya memancar dari sumbernya pada intensitas yang tepat untuk memastikannya memantul dari permukaan dengan benar. Cahaya tidak langsung adalah cahaya yang tidak langsung dari sumbernya, seperti cahaya yang melengkung di sekitar permukaan. Ini membutuhkan desainer untuk memastikan cahaya secara akurat merinci tekstur permukaan, dan bahwa cahaya dan bayangan bercampur tanpa kesalahan.
Animasi 3D yang dihasilkan komputer menggunakan persamaan rendering untuk membuat adegan yang realistis. Karena animasi 3D dibuat untuk meniru kehidupan nyata, baik secara gaya maupun realistis, cahaya ini diperlukan untuk membuat adegan terlihat nyata. Tanpa cahaya, permukaan dan karakter akan kehilangan kedalamannya, dan banyak penonton mungkin berpikir adegan itu terlihat canggung. Pada saat yang sama, animasi 3D yang dibuat untuk anak-anak yang sangat kecil atau mereka yang memiliki anggaran kecil mungkin menggunakan persamaan cahaya terbatas yang tidak realistis tetapi lebih mudah digunakan oleh desainer.
Video game sering menggunakan persamaan rendering, tetapi ini menghadirkan tantangan bagi para desainer. Dengan animasi 3D, desainer dapat mengoreksi cahaya jika terlihat salah; seorang desainer game harus memprogram cahaya agar berfungsi dan merender secara real-time. Ini sering membutuhkan persamaan yang diperkecil yang dapat memuat cahaya dengan cepat.
Sementara persamaan rendering dapat menciptakan cahaya yang tampak realistis, ada batasan yang mencegahnya menyalin kehidupan nyata. Di dunia nyata, cahaya dapat bereaksi dengan cara yang sangat sulit untuk diprogram. Misalnya, cahaya dapat diserap dan ditolak dengan panjang gelombang yang berbeda, atau dapat dipancarkan di lain waktu, bukan segera; keduanya sangat sulit untuk diprogram. Pada saat yang sama, karena sebagian besar pemirsa atau pemain berfokus pada aksi animasi atau permainan, kecil kemungkinan sebagian besar pemirsa akan memperhatikan masalah ini.