Visualización Computacional de Visualización Computacional de Datos IDatos I

Visualización Computacional de Visualización Computacional de Datos IDatos I

Modelos de iluminación simple

Modelo de iluminación simple - Modelo de iluminación simple - RaycastingRaycasting

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 iluminaciónNecesidad de un modelo de iluminación

Modelo de iluminación simple - Modelo de iluminación simple - RaycastingRaycasting

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 perfectoDifusor perfecto

Asumimos que la superficie refleja igual en todas las direcciones.

Ejemplo: tiza, arcilla, algunas pinturas

Superficie

R = I.KrG = I.KgB = I.Kb

I

Cantidad de luz recibidaCantidad de luz recibida

n

Surface

n

nI0

I0I = I0.cos

R = I0.cos .KrG = I0.cos .KgB = I0.cos .Kb

ReflejosReflejos

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 idealesReflectores no ideales

Materiales reales no son como espejos.

Brillos no son puntuales sino borrosos

Reflectores no idealesReflectores 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 PhongEl modelo Phong

Parametros

ks: coeficiente reflexión especular

q : exponente reflexión especular

Surface

L

nr

Camara

V

I = I0.Ks.cos

El modelo PhongEl modelo Phong

Efecto del coeficiente q

Cálculo de la dirección especularCálculo de la dirección especular

Surface

L

n

r

r

LnLnr

nLr

)(2

cos 2

R = I0.((1-Ks).Kr. L.n + Ks. (V.r)q)G = I0.((1-Ks).Kg. L.n + Ks. (V.r)q)B = I0.((1-Ks).Kb. L.n + Ks. (V.r)q)

Surface

Modelo de iluminación simpleModelo de iluminación simple

R =Ia.Kr + I0.((1-Ks).Kr. L.n + Ks. (V.r)q)G = Ia.Kg + I0.((1-Ks).Kg. L.n + Ks. (V.r)q)B = Ia.Kb + I0.((1-Ks).Kb. L.n + Ks. (V.r)q)

Modelos de iluminación (resumen)Modelos de iluminación (resumen)

R = Ia.Kr + Σ Ii.((1-Ks).Kr. Li.n + Ks. (V.ri)q)G = Ia.Kg + Σ Ii.((1-Ks).Kg. Li.n + Ks. (V.ri)q)B = Ia.Kb + Σ Ii.((1-Ks).Kb. Li.n + Ks. (V.ri)q)

Surface

LV

r n

Kr, Kg, Kb Ks, q

Propiedadesdel cuerpo

Intensidad de la luzIntensidad de la luz

Decae como 1/r2

Same power in all concentric circles

En realidad se usa 1/r