Visualización Computacional de Datos I Modelos de iluminación simple.
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Visualización Computacional de Visualización Computacional de Datos IDatos I
Visualización Computacional de Visualización Computacional de Datos IDatos I
Modelos de iluminación simple
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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)
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Necesidad de un modelo de iluminaciónNecesidad de un modelo de iluminación
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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
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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
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Cantidad de luz recibidaCantidad de luz recibida
n
Surface
n
nI0
I0I = I0.cos
R = I0.cos .KrG = I0.cos .KgB = I0.cos .Kb
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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
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Reflectores no idealesReflectores no ideales
Materiales reales no son como espejos.
Brillos no son puntuales sino borrosos
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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.
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El modelo PhongEl modelo Phong
Parametros
ks: coeficiente reflexión especular
q : exponente reflexión especular
Surface
L
nr
Camara
V
I = I0.Ks.cos
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El modelo PhongEl modelo Phong
Efecto del coeficiente q
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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)
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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)
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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
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Intensidad de la luzIntensidad de la luz
Decae como 1/r2
Same power in all concentric circles
En realidad se usa 1/r