Coefficients harmoniques sphériques analytiques pour des lumières de zone polygonales

L'éclairage harmonique sphérique (SH) est largement utilisé pour le rendu en temps réel dans les systèmes de transfert de radiance précalculé (PRT). Les coefficients SH sont précalculés et stockés aux sommets des objets, et combinés de manière interactive avec les coefficients d'éclairage SH pour permettre des effets tels que des ombres douces, des interréflexions et des réflexions brillantes. Cependant, les techniques PRT les plus courantes supposent un éclairage d'environnement éloigné et à basse fréquence, pour lequel les coefficients d'éclairage SH peuvent être facilement calculés une fois par image. Il existe actuellement un soutien limité pour l'illumination en champ proche et les lumières de zone, car il n'est pas trivial de calculer les coefficients SH pour une lumière de zone, et l'éclairage incident (coefficients SH) varie sur la géométrie de l'objet. Nous présentons une solution efficace sous forme fermée pour la projection de lumières de zone polygonales uniformes vers des coefficients harmoniques sphériques d'ordre arbitraire, permettant une adoption facile d'un éclairage de zone précis dans les systèmes PRT, sans modifications nécessaires du cadre PRT central. Notre méthode nécessite uniquement de calculer les coefficients harmoniques zonaux (ZH), pour lesquels nous introduisons une nouvelle relation de récurrence. En pratique, les coefficients ZH sont construits de manière itérative, le calcul étant linéaire par rapport à l'ordre SH souhaité. Des coefficients SH généraux peuvent ensuite être obtenus par la méthode récente de rotation harmonique zonale sparse.