GI全局光照

Global Illumination（全局光照，缩写GI），是3D计算机图形中使用的一组算法通用名称，旨在为3D场景添加更逼真的照明效果。

这种算法不仅考虑到直接来自光源的光照情况（直接光照），也会考虑到来自相同光源的光线照射到场景中物体表面时，又反弹到其他表面的后续情况（间接光照）。

在真实的世界里，光源会发射出大量的光子(Light photons)。光子达到物体表面后反弹(Bounce)，根据反弹表面的色彩面改变自身的颜色，最终进入我们的眼睛。GI（Global Illumination）全局照明模式就是尝试模拟这种光子反弹式的物理照明过程。这种光子模拟过程为渲染增加了真实感，帮助数字艺术家得到更为生动、真实的画面。

即便是处理极为简单的场景，GI也可以营造出极高质量的效果。

光线直接照射物体表面，而没有经过光子反弹，称之为直接光照(Direct lighting)。光线经过一次或者多次物体表面的反弹，称之为间接光照(Indirect lighting)。GI的核心是计算间接光照。

当光子碰撞到一个粗糙表面(Rough surface)，它就会被随机地向各个方向散射出去，这就是所谓的漫反射全局光照(Diffuse Global Illumination)。当光子击中一个强烈的反射表面(Reflective surface)或折射表面(Refractive surface)，如镜面或者玻璃，它往往会向一个更可预测的方向反弹。光子离开反射、折射后，往往会“集结”在一起，形成有趣的光亮图案。这种图案被称为焦散(Caustics)。全局光照(Global Illumination)，在一般情况下，就是指这两种效应：漫反射GI和焦散。

不同光照模式渲染对比：

注意GI画面中的“颜色溢出（color blending）”

在场景中引入更多的GI反弹次数会使光影效果更加明亮，相应的渲染速度也会更慢：

0次GI反弹，画面中部被直接照亮的条状物照亮了画面右侧的条状物；1次GI反弹被间接照度的右侧条状物现在再次反弹照亮了左侧的条状物，在右侧条状物下面的地面，也被额外的光照亮了；2 次GI反弹，现在左侧几何体也开始反弹间接照明光线，影响它们脚下的地面了。相比于第0次和第1 次GI反弹之间的差异，这次影响很微妙。

过多的GI反弹次数不仅会大幅增加渲染时间，有时也可能会导致画面的亮部显得“曝光过度”。基于这些因素，渲染时要适当限制反弹的次数，找到合适的反弹次数即可。