Кіріспе
Компьютерлік графиканың Bloom эффектісі (кейде оны жарық гүлденуі немесе жарқырауы деп атайды) – бейне ойындарда, демонстрацияларда және жоғары динамикалық диапазонды көрсетуде (HDRR) нақты әлем камераларының бейнелеу артефактісін қайта жасайтын компьютерлік графика эффектісі. Эффект суреттегі жарық аймақтардың шекараларынан созылатын жарықтың шеттерін (немесе қауырсындарын) тудырады, бұл камераны немесе көзді сахнаны түсіретін кезде өте жарқын жарықпен шағылыстыру сезімін береді. Бұл техника туралы мақала 2004 жылы Tron 2.0 авторлары жариялағаннан кейін бейне ойындарда кеңінен қолданыла бастады. Көбінесе бұл кемшіліктер байқалмайды, бірақ өте жарқын жарық көзі оларды анық көрсетеді. Нәтижесінде, жарқын жарық өз табиғи шекарасынан тысқары шығайды. Эйри дискісінің функциясы өте жылдам төмендейді, бірақ өте кең құйрықтары бар (іс жүзінде, шексіз кең құйрықтары бар). Егер суреттің жақын орналасқан бөліктерінің жарықтығы шамамен бірдей болса, Эйри дискісінен туындаған бұлыңғырлық әсері айқын байқалмайды; бірақ суретте өте жарқын бөліктері салыстырмалы түрде қараңғы бөліктерге жақын орналасқан жерлерде Эйри дискісінің құйрықтары көрінеді және суреттің жарқын бөлігінің шегінен асып түсуі мүмкін. HDRR кескіндерінде эффектті кескінді тұрақты диапазонды пиксельдерге айналдыру алдында Эйри дискісінің терезеленген ядросымен (өте жақсы линзалар үшін) немесе Гаусс бұлыңғырлығын қолдану арқылы (кемшік линзаның әсерін имитациялау үшін) қайта жасай аласыз. Эффектті HDRR емес бейнелеу жүйелерінде толыққанды қайта жасай алмайсыз, себебі жарық шашырауының мөлшері кескіннің жарқын бөлігінің қаншалықты жарқын екеніне байланысты. Мысалы, үй ішінде сурет түсіргенде, терезеден көрінетін сыртқы нысандардың жарықтығы бөлмедегі нысандардан 70 немесе 80 есе артық болуы мүмкін. Егер экспозиция деңгейлері бөлмедегі нысандарға реттелсе, суретті түсіру үшін қолданылатын камераның Эйри дискісімен конволюцияланғанда терезелердің жарқын кескіні терезе жиектерінен асып түседі.
Bloom (sometimes referred to as light bloom or glow) is a computer graphics effect used in video games, demos, and high dynamic range rendering (HDRR) to reproduce an imaging artifact of real world cameras. The effect produces fringes (or feathers) of light extending from the borders of bright areas in an image, contributing to the illusion of an extremely bright light overwhelming the camera or eye capturing the scene. It became widely used in video games after an article on the technique was published by the authors of Tron 2.0 in 2004. Under normal circumstances, these imperfections are not noticeable, but an intensely bright light source will cause the imperfections to become visible. As a result, the image of the bright light appears to bleed beyond its natural borders. The Airy disc function falls off very quickly but has very wide tails (actually, infinitely wide tails). As long as the brightness of adjacent parts of the image are roughly in the same range, the effect of the blurring caused by the Airy disc is not particularly noticeable; but in parts of the image where very bright parts are adjacent to relatively darker parts, the tails of the Airy disc become visible and can extend far beyond the extent of the bright part of the image. In HDRR images, the effect can be reproduced by convolving the image with a windowed kernel of an Airy disc (for very good lenses), or by applying Gaussian blur (to simulate the effect of a less perfect lens), before converting the image to fixed range pixels. The effect cannot be fully reproduced in non HDRR imaging systems, because the amount of bleed depends on how bright the bright part of the image is. As an example, when a picture is taken indoors, the brightness of outdoor objects seen through a window may be 70 or 80 times brighter than objects inside the room. If exposure levels are set for objects inside the room, the bright image of the windows will bleed past the window frames when convolved with the Airy disc of the camera being used to produce the image.
CCD сенсорларының қанықтығы
Цифрлық камералардағы жарқырау (bloom) фотодиодтардағы зарядтың шамадан тыс жиналуынан туындайды, олар – камераның бейне сенсорындағы жарыққа сезімтал элементтер. Фотодиод өте жарқын жарық көзіне ұшырағанда, жиналған заряд көршілес пиксельдерге таралып, шұғыла тәрізді эффектіні (гало эффектісін) құрайды. Бұл "зарядтың ағып кетуі" деп аталады. Жарқырау эффектісі кішкентай пиксельдері бар камераларда көбірек байқалады, себебі зарядтың таралуына жеткілікті орын болмайды. Бұл сондай-ақ жоғары ISO деңгейлерімен күшейеді, себебі бұл камераның жарыққа сезімталдығын арттырып, зарядтың көп жиналуына себеп болуы мүмкін. Жарқырау эффектісі кейбір суреттерде назарды аударуы мүмкін, бірақ оны фотосуреттерге арманды немесе фантастикалық көрініс беру үшін шығармашылықпен қолдануға болады.
Іс жүзінде іске асыру
Қазіргі ұрпақтың ойын жүйелері HDR суреттерін шығару үшін, жылжымалы нүктелі кадр буферлерін қолдана отырып, 3D графикті көрсетуге қабілетті. Блум эффектін жасау үшін кадр буферіндегі сызықтық HDR суреті, RGB кеңістігіне түрлендіруден бұрын, пост-өңдеу кезеңінде конволюция ядросымен конволюцияланады. Конволюция кезеңі көбінесе нақты уақыт графигі үшін тиімсіз үлкен Гаусс ядросын пайдалануды қажет етеді, сондықтан бағдарламашылар жуықтау әдістерін қолданады.
Ойындарда қолдану
Блум эффектін қолданған ең алғашқы ойындардың бірі – Riven (1997), Outcast (1999) және The Bouncer (2000) мен Ico (2001) ойындары. Блум эффектісі кейінірек 2004 жылы Tron 2.0 авторлары осы техника туралы мақала жариялағанда ойын әзірлеушілер қауымдастығында кеңінен танымал болды. Блум жарығы Quake Live, Cube 2: Sauerbraten және Spring ойын қозғалтқышы сияқты көптеген ойындарда, модификацияларда қолданылды. Бұл эффект 7-ші буын ойындарда, яғни 2005 жылдан 2010 жылдардың басына дейін шыққан ойындарда танымал болды. Осы кезеңдегі бірнеше ойын техниканы тым көп пайдаланғаны үшін сынға ұшырады. Мысалы, GameSpot RollerCoaster Tycoon 3 (2005) ойынындағы күшті блум жарығын сол кезде "жағымсыз" деп сипаттады. Gaming Bolt бұл трендті сол буынмен бірге жойылған әсте деп атады және The Elder Scrolls IV: Oblivion (2006), Xbox 360-қа порталданған Burnout Revenge (2006) және Twilight Princess (2006) сияқты сол кездегі маңызды ойындарда осы техниканы тым көп пайдаланғаны үшін сынады. Syndicate (2012) ойынындағы блум эффектісі де "көзді жарықтандыратын" деп сипатталды.