Laboratorio de Computación Grafica Universidad Central de Venezuela Sombras y Reflexión Ernesto Coto

Contenido Introducción Sombras Reflexiones Sombras Falsas Sombras Planares Texturas de Sombra Mapas de Luz Z-Buffer de Sombras Volúmenes de Sombra Reflexiones Reflexión Planar Reflexión Planar utilizando Aplicación de Texturas Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Conocimientos Previos Iluminación Reflexión Mapeo de texturas Despliegue de objetos 3D Z-Buffering Proyecciones Blending Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Introducción Generar una escena usando modelos de iluminación local no la hace lucir real Utilizar modelos de iluminación global puede ser muy costoso Agregar simulaciones de fenómenos naturales puede hacer que una imagen luzca más real Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Introducción Agregar sombras y reflexiones a la escena es una buena alternativa Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Sombras

Sombras Las sombras indican la posición relativa del objeto Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Sombras Sombras Duras y Suaves Fuente en forma de punto de área Umbra Penumbra Umbra Penumbra Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Sombras Sombras Duras y Suaves Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Sombras Los algoritmos de sombras determinan que objetos son alcanzables por la luz Para escenas donde la luz esta fija, las sombras pueden precalcularse El costo viene cuando las luces se mueven Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Sombras Sombras Falsas Dibujar en el plano un polígono que se asemeje a la silueta del objeto y x z Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Sombras Sombras Planares Proyectar modelo 3D en un plano base Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Sombras Sombras Planares No es necesario determinar que partes del objeto son alcanzadas por la luz Soporta luces direccionales o de foco Produce sombras duras Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Sombras Sombras Planares Solo puede aplicarse a planos Pilas de polígonos crean efecto de Z-fighting El plano de proyección de la sombra es finito Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Sombras Texturas de sombra Para cada objeto sombreado, proyectar los polígonos que ocluyan la luz en el plano de sombra del polígono Usar “additive blending” para acumular todas las contribuciones Copie el resultado en una textura Dibuje el polígono en la escena final con la textura de sombra Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Sombras Texturas de sombra La textura cambia si la luz cambia Textura de Sombra Imagen Final Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Sombras Mapas de Luz Es una textura de sombra estática Consiste en añadir una segunda textura a las caras existentes en una escena 3D Textura Original Mapa de Luz Textura + Mapa de Luz Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Sombras Mapas de Luz Las texturas suelen calcularse usando una técnica basada en iluminación global Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Sombras Z-Buffer de sombras También llamado Mapa de Sombra La escena se despliega vista desde la luz y la información de profundidad se almacena en el Z-Buffer de sombras Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Sombras Z-Buffer de sombras Despliegue la escena desde el ojo Transforme todo píxel (visible) al espacio de coordenadas de la luz Compare valores de profundidad Si es idéntico, el píxel esta iluminado De lo contrario es una sombra Calcule un Mapa de Sombras para cada luz Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Sombras Z-Buffer de sombras Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Sombras Z-Buffer de sombras Puede simular sombras en cualquier escena en la que pueda utilizarse Z-buffering Requiere un Z-buffer separado para cada luz Para N luces, cada polígono se despliega N+1 veces Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Sombras Volúmenes de Sombra Un volumen de sombra es el volumen invisible originado por la sombra de un objeto Luz Volumen de Sombra Polígono Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Sombras Volúmenes de Sombra Para cada polígono, calcule su volumen de sombra Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Sombras Volúmenes de Sombra Para cada punto visible Para cada volumen de sombra Si el punto esta dentro de un volumen, está en una sombra Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Sombras Volúmenes de Sombra A B C -1 +1 Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Sombras Volúmenes de Sombra El cálculo de las siluetas es costoso El despliegue de los polígonos es mas costoso Proporciona sombras precisas Soporta múltiples fuentes de luz Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Reflexión Visual

Reflexiones Aumenta el realismo de la escena El trazado de rayos maneja reflexiones pero a un alto costo computacional Veremos técnicas sencillas para generar reflexiones Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Reflexiones Reflexiones Planares Basados en la Ley de Reflexión: “El ángulo de entrada es igual al de salida” Redibujar el objeto invertido con la superficie reflectora como plano de referencia Z Objeto Plano (Espejo) Reflejo Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Reflexiones Reflexiones Planares Problema !!! Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Reflexiones Reflexiones Planares Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Reflexiones Reflexiones Planares Lo que se hizo fue reflejar el mundo sobre el espejo Pero también es posible reflejar el punto de vista sobre el espejo, para obtener lo que se ve en el espejo Ojo reflejado Reflejo Objeto Ojo Plano (Espejo) Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Reflexiones Reflexiones Planares Cambie la posición y dirección de la cámara en el plano, luego despliegue Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Reflexiones Reflexiones Planares usando Mapeo de Texturas Similar al anterior Despliegue la escena Copie la imagen a una textura Mapear la textura en el polígono reflector Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Reflexiones Reflexiones Planares usando Mapeo de Texturas Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Resumen Motivación Concepto de Algoritmo de Sombras Tipos de Sombras Técnicas de generación de sombras Reflexiones planares Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Bibliografía Atherton, P. R.; Weiler, K. ; Greenberg, D. Polygon Shadow Generation. Proceedings of SIGGRAPH 78, vol. 12, num. 3. pp. 275-281. New York, 1978. Bilodeau, Bill; Songy, Mike. Real Time Shadows. Creativity '99, Creative Labs Inc. sponsored game developer conferences, Los Angeles, California, and Surrey, Inglaterra. Mayo, 1999. Moller, Tomas ; Haines, Eric. Real-Time Rendering. A.K. Peters, Ltd. 1999. Woo, Andew ; Poulin, Pierre ; Fournier, Alain. A Survey of Shadow Algorithms. IEEE Computer Graphics and Applications, vol. 10, num. 6, Noviembre, 1990. Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

Preguntas Ernesto Coto - Sombras y Reflexión