Computação Gráfica
Prof. Márcio Sarroglia Pinho


SÍNTESE DE IMAGENS REALÍSTICAS

Modelos de Iluminação: permitem calcular a cor de 1 ponto.

Modelos de Tonalização: permite calcular a cor de um objeto poliédrico com maior velocidade

Detalhamento de superfícies: permite aplicar texturas sobre um objeto.



MODELOS DE ILUMINAÇÃO

Os modelos de Iluminação são técnicas usadas para calcular a intensidade da cor de um ponto a ser exibido. Também chamados modelos de reflexão, utilizam:

Calculam as componentes R,G e B da cor


Luz Ambiente/Reflexão Ambiente

· Gera uma iluminação constante para todos os ponto do objeto

· Depende somente da cor do objeto







Luz Difusa/Reflexão Difusa

Também conhecida como Reflexão Lambertiana

· É a luz refletida em todas as direções

· Depende da cor do objeto, da posição da luz e da orientação (vetor normal) da face onde está o ponto

· Cria o efeito de Degradé nos objetos

se os vetores forem unitários


Luz Especular/Reflexão Especular (Phong Reflection)

· É a componente da luz que produz o ponto de brilho mais acentuado

· Depende da cor da luz, da posição da luz, da posição do observador, da posição do ponto e da orientação (vetor normal) da face onde está o ponto

· Gera um brilho com a cor da luz e não com a cor do objeto

· Depende da diferença entre dois ângulos a e b , onde:

a = ângulo entre o

b = ângulo entre o

assumindo todos os vetores unitários.

Os valores do expoente "x" definem o grau de especularidade da superfície

x = 10 : superfícies rugosas, pouco brilho

x = 100 : superfícies polidas, muito brilho

fonte: Wikipedia


Modelo completo de iluminação


MODELOS DE TONALIZAÇÃO

Conhecidos com shading models

Usados para exibir objetos facetados com maior velocidade.

Constante Shading/Flat Shading

· Calcula a cor de 1 ponto e sua a mesma para toda a face

· É rápido, porém elimima todos os efeitos dos modelos de iluminação



Interpolated Shading

Calcula a cor nos vértices da face

· Interpola ao longo das arestas

· Interpola ao longo de cada linha

· Dá mais qualidade à imagem

· Útil para objetos sem superfícies curvas como cubos e pirâmides

· Objetos curvos ficam facetados

Gouraud Shading

· Busca obter suavidade na exibição de objetos com superfícies curvas quando representados por polígonos

· Em cada vértice é calculado um novo Vetor Normal que é a média das normais das faces que compartilham o vértice

· A cor é calculada em cada vértice

· O cálculo da cor dos pontos internos da face é feita por interpolação (interpolated shading)

Problema

· Pontos de brilho especular são atenuados

Phong Shading

· Busca obter suavidade na exibição de objetos com superfícies curvas quando representados por polígonos

· Mantendo o brilho especular

· Em cada vértice é calculado um novo Vetor Normal que é a média das normais das faces que compartilham o vértice

· Este Vetor é interpolado ao longo das arestas

· As Normais nos extremos de cada linha são interpoladas ao longo da mesma

· O cálculo da cor dos pontos internos da face é feita a partir da Normal para cada ponto

Problema

· Gera curvas em objetos que não as possuem



FLAT              GOURAUD               PHONG

MAPEAMENTO DE TEXTURA

· Aplicar uma imagem(mapa de textura/padrão de textura) sobre um objeto

· A cor de cada ponto dependerá da cor de algum ponto do mapa de textura

· Após a obtenção da cor pode-se aplicar um modelo de iluminação

Mapeamento Sobre Cilindros

Dado um ponto (x,y,z), no espaço, para obter sua cor

Exibe o ponto (x,y,z) com a cor do ponto (u,v) no mapa de textura

Mapeamento Sobre Esferas

Dado um ponto (x,y,z), no espaço, para obter sua cor

Exibe o ponto (x,y,z) com a cor do ponto (u,v) no mapa de textura

Mapeamento Sobre Poliédros

· Calcula-se o ponto médio do poliédro(Pm)

· Cria-se uma esfera com centro em Pm e com raio suficiente para envolver o sólido

· Para cada ponto visível (Pv) de cada face do objeto

· Cria-se um vetor do centro da esfera ao ponto Pv

· Normaliza-se o vetor obtendo N

· Procede-se como no mapeamento sobre esferas

Bump Mapping

· O mapa de textura não define a cor dos pontos do objeto

· O mapa define uma alteração sobre o vetor normal ao objeto no ponto em questão

· A alteração da normal provoca pequenas mudanças nos valores calculados pelos modelos de iluminação

· Pode gerar o efeito de rugosidade nas superfícies


Fonte:Wikipedia

fonte:http://escience.anu.edu.au/lecture/cg/Texture/whatElse3.en.html

Solid Mapping/Solid Texture

· O mapa de textura passa a ser um cubo(um volume de textura)

· São criadas funções que definem a cor de um ponto dentro do volume de texto

· É como se o objeto exibido estivesse sendo esculpido no volume de textura

· Útil para criar texturas de mármore, madeira ou cimento

· Para simular madeira, por exemplo, o volume de textura pode ser um conjunto de cilindros concêntricos de cores alternadas