ILUMINACIÓN Un modelo de iluminación sirve para asignar un valor de iluminación a los puntos de la imagen. Se define una ecuación de iluminación. Lighting es el proceso de cómputo de dicha ecuación. Modelos de iluminación: Modelo de luz ambiental. Modelo de reflexión difusa. Modelo de reflexión especular.

ILUMINACIÓN Iluminación ambiental Iluminación difusa

ILUMINACIÓN Atenuación de fuente de luz Superficies coloreadas

ILUMINACIÓN Reflexión especular

ILUMINACIÓN Modelos basados en propiedades físicas: El objetivo es evitar la sensación plástica. Cook Torrance o modelo de Irradiance. Basado en energía irradiada por las superficies. Superficies formadas por microfacetas (rugosas)

ILUMINACIÓN Hasta aquí hemos supuesto una fuente de luz puntual. Modelar una fuente de luz es: Definir su geometría. La distribución de energía. La distribución espectral. Exponente p inc

ILUMINACIÓN Modelo Radial: Emite luz en todas las direcciones. Modelo de WARM Símil: Poner una fuente de luz radial en un reflector L Vector que indica la posición de la fuente de luz desde el punto iluminado. L’ Vector perpendicular al reflector. Indica hacia donde apunta la fuente de luz.

ILUMINACIÓN Modificadores del modelo de Warm para acotar la influencia de las fuentes de luz Solapas Conos Modelos basados en diagramas goniométricos. El diagrama modela la distribución espacial de la intensidad de la fuente de luz Múltiples fuentes de luz: suma de efectos

SOMBREADO Los algoritmos de iluminación calculan el intensidad luminosa en cada punto de una superficie. Cuando las superficies son poligonales, se aplican algoritmos de sombreado para reducir los cálculos. Sombreado de intensidad constante: Asigna un único valor de intensidad para cada plano. Muy rápido. Para conseguir escenas realistas, las caras de los objetos deben estar formadas por poligonales muy pequeñas. Sombreado de Gouraud. Se calcula vector normal unitario en cada vértice del polígono. Se aplica un modelo de iluminación en cada vértice. Se interpolan de forma lineal las intensidades en cada vértice.

SOMBREADO Sombreado de Phong Interpola vectores normales en lugar de interpolar iluminación Etapas: Se determina el vector unitario promedio en cada vértice. Se interpola linealmente las normales de los vértices en la superficie del polígono. Se aplica un modelo de iluminación a lo largo de cada línea de rastreo.

TRAZADO DE RAYOS Principio básico: Un observador ve un punto en una superficie como el resultado de la intersección en ese punto de rayos que emanan del resto de la escena y que emanan de fuentes de luz o de reflexiones y refracciones. Algoritmo: para cada pixel se lanza un rayo. Cuando el rayo incide con un objeto, se refleja y reflacta en función de las propiedades del objeto. Este proceso se repite hasta que el rayo llega a una fuente de luz o sale de la escena. Cada reflexión refracción introduce una componente de intensidad en el pixel. Ventajas (gran realismo): Incluye eliminación de superficies ocultas Sombreado por iluminación directa. Sombreado por iluminación ambiental Calculo de sombras Desventajas: alto coste computacional

SOMBRAS Gran variabilidad con respecto al entorno a modelar: umbra y penumbra de tamaño variable Si la fuente de luz es puntual las sombras se consideran como superficies ocultas desde las fuentes de luz. En imágenes estáticas las fuentes no cambian la posición, pero en imágenes dinámicas se consideran una sofisticación.

TEXTURAS Los modelos de Gouraud y Phong dan aspecto plástico a los objetos. Las texturas implican la modulación de algún atributo de la superficie usando motivos de una imagen grabada. Normalmente el atributo es el color, pero puede ser también otros como coeficientes de reflexión, transparecncias etc... Métodos: Método de polígonos para detallar superficies. Unos polígonos planos se superponen a las superficies. Al sombrear una superficie se emplean los atributos del polígono. Para hacer detalles simples como puertas, ventanas etc... Aplicación de texturas: Una imagen se aplica en la superficie que se va a visualizar. La imagen es como una pegatina. La imagen es el mapa de textura y a sus elementos básicos texeles. Puede ser un pixmap almacenado en un fichero. El problema de la proyección no es trivial.

TEXTURAS

TEXTURAS

TEXTURAS

TEXTURAS Métodos Aplicación de abombamientos: Se perturba la normal a la superficie.