Illumination Model in Computer Graphics in Hindi

Illumination Model in Computer Graphics

परिचय

कंप्यूटर ग्राफिक्स में Illumination Model वह तकनीक है जिसका उपयोग किसी वस्तु (Object) पर प्रकाश (Lighting) डालने और उसे यथार्थवादी (Realistic) रूप से प्रस्तुत करने के लिए किया जाता है। यह मॉडल वस्तु पर गिरने वाले प्रकाश की तीव्रता, परावर्तन (Reflection) और अन्य प्रकाशीय प्रभावों को निर्धारित करता है।

Illumination Model की आवश्यकता

यथार्थवादी 3D ग्राफिक्स और रेंडरिंग के लिए।
वास्तविक जीवन में प्रकाश के प्रभावों को डिजिटल रूप में प्रदर्शित करने के लिए।
गेमिंग, एनीमेशन और 3D मॉडलिंग में प्राकृतिक प्रकाश प्रभाव उत्पन्न करने के लिए।

Illumination Model के प्रकार

1. Ambient Illumination

यह प्रकाश का सबसे सरल रूप है, जिसमें पूरे दृश्य में एक समान प्रकाश वितरित किया जाता है। इसमें वस्तुओं की गहराई (Depth) या सतहों के कोण का ध्यान नहीं रखा जाता।

यह एक स्थिर और कम गणनात्मक लागत वाली तकनीक है।
लेकिन यह यथार्थवादी छायांकन (Shading) नहीं प्रदान करता।

2. Diffuse Illumination (Lambertian Reflection)

यह मॉडल मानता है कि प्रकाश वस्तु की सतह पर समान रूप से बिखरता है, जिससे सतहें उनकी दिशा के अनुसार प्रकाशित होती हैं।

यह सतह के कोण के आधार पर प्रकाश की तीव्रता को निर्धारित करता है।
Lambert’s Cosine Law के अनुसार, सतह जितनी लंबवत होगी, उतना ही अधिक प्रकाश परावर्तित होगा।

3. Specular Illumination (Phong Model)

यह मॉडल चमकदार सतहों पर प्रकाश के परावर्तन (Reflection) को दर्शाता है। चमकदार वस्तुओं पर प्रकाश की किरणें किसी विशेष दिशा में परावर्तित होती हैं, जिससे एक चमकीला प्रभाव उत्पन्न होता है।

यह मॉडल सतह के स्मूथनेस (Smoothness) को ध्यान में रखता है।
यह Phong Reflection Model का उपयोग करता है।

4. Global Illumination

इस मॉडल में प्रकाश का संपूर्ण दृश्य पर प्रभाव डाला जाता है। इसमें छाया (Shadows), परावर्तन (Reflection), अपवर्तन (Refraction) और अन्य प्रकाशीय प्रभाव शामिल होते हैं।

Ray Tracing और Radiosity तकनीकों का उपयोग किया जाता है।
यह अधिक यथार्थवादी छवियाँ उत्पन्न करता है लेकिन अधिक गणनात्मक लागत होती है।

Illumination Model का गणितीय समीकरण

Phong Illumination Model को निम्नलिखित समीकरण से परिभाषित किया जाता है:

[ I = I_a + I_d (N cdot L) + I_s (R cdot V)^n ]

जहाँ:

( I_a ) = Ambient Light
( I_d ) = Diffuse Light
( I_s ) = Specular Light
( N ) = Surface Normal
( L ) = Light Source Vector
( R ) = Reflected Light Vector
( V ) = Viewers Direction
( n ) = Shininess Factor

Illumination Model की तुलना

Illumination Model	विशेषता	उपयोग
Ambient Illumination	पूरे दृश्य में समान प्रकाश	बेसिक ग्राफिक्स
Diffuse Illumination	सतह के कोण के आधार पर प्रकाश	यथार्थवादी रेंडरिंग
Specular Illumination	चमकदार सतहों पर प्रकाश	धातु और कांच जैसी सतहें
Global Illumination	वास्तविक जीवन जैसा प्रकाश	उच्च गुणवत्ता ग्राफिक्स

Illumination Model के अनुप्रयोग

3D गेमिंग और एनीमेशन
CAD (Computer-Aided Design) सॉफ़्टवेयर
विज़ुअल इफेक्ट्स और मूवी प्रोडक्शन
वर्चुअल रियलिटी और सिमुलेशन

निष्कर्ष

Illumination Model कंप्यूटर ग्राफिक्स में वस्तुओं को यथार्थवादी रूप से प्रस्तुत करने के लिए महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। विभिन्न तकनीकों जैसे Ambient, Diffuse, Specular और Global Illumination का उपयोग करके ग्राफिक्स को अधिक यथार्थवादी बनाया जाता है। इनका उपयोग गेमिंग, 3D मॉडलिंग, एनीमेशन और डिजिटल आर्ट में किया जाता है।