computaÇÃo grÁfica - ftmagic/st765/cg2009_iluminacao.pdf · marco antonio garcia de carvalho...

MARCO ANTONIO GARCIA DE CARVALHOMaio de 2009

Computação Gráfica

COMPUTAÇÃO GRÁFICAIluminação



Objetivos

••Conhecer os modelos de iluminaçãoConhecer os modelos de iluminaçãoadotados na computação gráficaadotados na computação gráfica••Saber Inserir iluminação em uma cenaSaber Inserir iluminação em uma cenagráfica utilizando a API OpenGLgráfica utilizando a API OpenGL



Modelo de iluminação

•• Quando a luz incide em uma superfície, ela Quando a luz incide em uma superfície, elapode ser absorvida, refletida ou refratada.pode ser absorvida, refletida ou refratada.

•• Se toda luz incidente em um Se toda luz incidente em umobjeto fosse absorvida, oobjeto fosse absorvida, oobjeto tornaria-se invisível!!!objeto tornaria-se invisível!!!




•• A quantidade de luz absorvida, refletida A quantidade de luz absorvida, refletidaou refratada depende do comprimento deou refratada depende do comprimento deonda da luz; se alguns comprimentos de ondaonda da luz; se alguns comprimentos de ondasão processados seletivamente, o objetosão processados seletivamente, o objetotorna-se colorido.torna-se colorido.



Modelo de iluminação•• A característica da luz refletida ou A característica da luz refletida ourefratada de um objeto depende:refratada de um objeto depende:

- Composição, direção e geometria da fonte de luz;- Composição, direção e geometria da fonte de luz;- Orientação da superfície;- Orientação da superfície;- Propriedades da superfície do objeto.- Propriedades da superfície do objeto.




Componente de luz difusa.Componente de luz difusa. Componente de luz especular.Componente de luz especular.

•• A luz refletida de um objeto pode ser A luz refletida de um objeto pode serclassificada como difusa (espalhada igualmenteclassificada como difusa (espalhada igualmenteem todas as direções) ou especular.em todas as direções) ou especular.




FLAT FLAT shadingshadingConhecido tambConhecido também como ém como ““constanteconstante””ouou““facetadofacetado””. . Utiliza um Utiliza um único valor deúnico valor deintensidade de luz para cada face.intensidade de luz para cada face.



Modelo de iluminação Modelo de Modelo de GouraudGouraudBusca obter mais suavidade na exibiBusca obter mais suavidade na exibição deção deobjetos formados por faces, por meio daobjetos formados por faces, por meio dainterpolação de intensidades de luz ao longointerpolação de intensidades de luz ao longode cada face.de cada face.



Modelo de iluminação - Modelo de Phong

•• Phong Bui-Tuong desenvolveu em 1975 um Phong Bui-Tuong desenvolveu em 1975 ummodelo de iluminação que se tornou bastantemodelo de iluminação que se tornou bastantepopular, além de eficiente.popular, além de eficiente.

•• A intensidade de luz I em cada ponto é A intensidade de luz I em cada ponto écalculada através da expressão:calculada através da expressão:

I = ka Ia + kd Id + ksIs ka , kd , ks ∈ [0,1]



I = ka Ia + kd Id + ksIs ka , kd , ks ∈ [0,1]

Onde Ia, Id, e Is representam as componentesOnde Ia, Id, e Is representam as componentesde luz ambiente, difusa e especular,de luz ambiente, difusa e especular,respectivamente.respectivamente.

Os coeficientes ka, kd, e ks são denominadosOs coeficientes ka, kd, e ks são denominadoscoeficientes de reflexãocoeficientes de reflexão (dos raios de luz) (dos raios de luz)ambiente, difusa e especularambiente, difusa e especular, respectivamente., respectivamente.Esses coeficientes são características de cadaEsses coeficientes são características de cadasuperfície (material).superfície (material).




•• O modelo de Phong (assim como outros O modelo de Phong (assim como outrosmodelos) estima a atenuação sofrida pela luzmodelos) estima a atenuação sofrida pela luzà medida que ela se afasta da fonte e doà medida que ela se afasta da fonte e doobjeto na qual ela foi refletida.objeto na qual ela foi refletida.




•• A forma como se calcula a iluminação dos A forma como se calcula a iluminação dospontos na cena (excluindo o objeto) tambémpontos na cena (excluindo o objeto) tambémdefine um modelo. No modelo de Phong, essedefine um modelo. No modelo de Phong, essecálculo é baseado em interpolação dos vetorescálculo é baseado em interpolação dos vetoresnormais de alguns pontos escolhidos para talnormais de alguns pontos escolhidos para talfim.fim.




Inserindo iluminação - OpenGL1.1. Especificar o tipo de fonte de luz (ver próxima Especificar o tipo de fonte de luz (ver próxima

transparência) e suas características (cor, posiçãotransparência) e suas características (cor, posiçãoetc);etc);

2.2. Para cada objeto, ou conjunto de objetos, indicar o Para cada objeto, ou conjunto de objetos, indicar ovalor das componentes de iluminação;valor das componentes de iluminação;

3.3. Indicar se haverá algum objeto com transparência Indicar se haverá algum objeto com transparência(via uso da componente (via uso da componente αα););

4.4. Habilitar a(s) fonte(s) de luz; Habilitar a(s) fonte(s) de luz;5.5. Desenhar a cena, atribuindo ao objeto as Desenhar a cena, atribuindo ao objeto as

características de cada uma das componentes decaracterísticas de cada uma das componentes deiluminação especificadas.iluminação especificadas.



Fontes de luz - OpenGL

•• PontualPontual - distribui - distribuiuniformemente a luz em todasuniformemente a luz em todasas direções de forma radial.as direções de forma radial.

•• AmbienteAmbiente - prov - provê iluminação uniforme naê iluminação uniforme nacena. Essa iluminação pode ser alcançada porcena. Essa iluminação pode ser alcançada pormeio do uso de várias fontes de luz quemeio do uso de várias fontes de luz queespalham luminosidade em todas as direções.espalham luminosidade em todas as direções.



Fontes de luz - OpenGL

•• SpotSpot - Feixe cônico - Feixe cônicoapontado para uma direçãoapontado para uma direçãoespecíficaespecífica

•• DistanteDistante - raios paralelos - raios paralelosfluindo em uma direçãofluindo em uma direçãoespecífica.específica.



Para saber mais…

•[AZEVEDO03] Capítulo 7•[ANGEL97] Capítulo 6•[MANSSOUR06] Capítulo 14

computaÇÃo grÁfica - ftmagic/st765/cg2009_iluminacao.pdf · marco antonio garcia de carvalho...

Documents