Visualización Computacional de Datos I Modelos de iluminación simple

Modelo de iluminación simple - Raycasting Pseudocódigo: Para cada píxel hacer: Construir un rayo desde el ojo Para cada objeto en la escena hacer: Calcular intersección con el rayo Retornar en la primera intersecció (objeto + cercano)

Necesidad de un modelo de iluminación

Modelo de iluminación simple - Raycasting Pseudocódigo: Para cada píxel hacer: Construir un rayo desde el ojo Para cada objeto en la escena hacer: Calcular intersección con el rayo Retornar en la primera intersección (objeto + cercano) Pintar dependiendo de la normal del objeto y la posición de la luz

Difusor perfecto Asumimos que la superficie refleja igual en todas las direcciones. Ejemplo: tiza, arcilla, algunas pinturas Superficie R = I.Kr G = I.Kg B = I.Kb I

Cantidad de luz recibida n Surface  n n I0I0 I0I0 I = I 0.cos  R = I 0.cos .Kr G = I 0.cos .Kg B = I 0.cos .Kb

Reflejos Reflexión ocurre solo en la dirección especular. Depende de la posición relativa de la fuente de luz y el punto de vista Surface  l n r 

Reflectores no ideales Materiales reales no son como espejos. Brillos no son puntuales sino borrosos

Reflectores no ideales Modelo empírico simple: Se supone que la luz se reflejara en la dirección del rayo ideal. Sin embargo, debido a imperfecciones microscópicas de la superficie, algunos rayos reflejados se apartarán un poco de la dirección ideal.

El modelo Phong Parametros k s : coeficiente reflexión especular q : exponente reflexión especular Surface  L n r  Camara V  I = I 0.Ks.cos 

El modelo Phong Efecto del coeficiente q

Cálculo de la dirección especular Surface  L n  r r R = I 0.((1-Ks).Kr. L.n + Ks. (V.r) q ) G = I 0.((1-Ks).Kg. L.n + Ks. (V.r) q ) B = I 0.((1-Ks).Kb. L.n + Ks. (V.r) q )

Surface Modelo de iluminación simple R =I a.Kr + I 0.((1-Ks).Kr. L.n + Ks. (V.r) q ) G = I a.Kg + I 0.((1-Ks).Kg. L.n + Ks. (V.r) q ) B = I a.Kb + I 0.((1-Ks).Kb. L.n + Ks. (V.r) q )

Modelos de iluminación (resumen) R = I a.Kr + Σ I i.((1-Ks).Kr. L i.n + Ks. (V.r i ) q ) G = I a.Kg + Σ I i.((1-Ks).Kg. L i.n + Ks. (V.r i ) q ) B = I a.Kb + Σ I i.((1-Ks).Kb. L i.n + Ks. (V.r i ) q ) Surface L V r n Kr, Kg, Kb Ks, q Propiedades del cuerpo

Intensidad de la luz Decae como 1/r 2 Same power in all concentric circles En realidad se usa 1/r