O que

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O que é Iluminação?

• Fenômeno físico resultante da interação de fótons
  com uma superfície

2
Motivação
3
Modelos de iluminação
4
Conceitos de Raios de Luz
luz
visão
reflexo
5
Forward Raytracing
6
Problema do Forward Raytracing
7
Backward Raytracing
8
Traçamento de Raios
9
Traçamento de Raios
10
Interseção do Raio com um objeto
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Interseção Raio com esfera
Raio R(t) R0 t Rd , t gt 0 Com R0 X0,
Y0, Z0 e Rd Xd, Yd, Zd X X0 Xd tY
Y0 Yd tZ Z0 Zd t Esfera Sc xc,
yc, zc S (xs - xc)2 (ys - yc)2 (zs - zc)2
Raio2
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Interseção Raio com esfera
Substituindo a equação do raio na equação da
esfera (X0 Xdt - Xc)2 (Y0 Ydt - Yc)2
(Z0 Zdt - Zc)2 Raio2 Desenvolvendo a
equação e juntando as constantes Teremos uma
equação da forma At2 Bt C Onde A Xd2
Yd2 Zd2 B 2(Xd (X0 - Xc) Yd (Y0 - Yc)
Zd (Z0 - Zc)) C (X0 - Xc)2 (Y0 - Yc)2
(Z0 - Zc)2 Raio2 Para que de fato a equação
resulte numa interseção At2 Bt C 0
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Interseção Raio com esfera

• Se as raizes t0 e t1 forem números complexos não
  há raízes reais e portanto não há interseção
• Se t0 t1 houve tangencia da reta e a esfera
• Se t0 e t1 forem distintas e reais houve
  interseção. Deve-se calcular qual o ponto mais
  próximo do observador.

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Exercício Interseção Raio com plano
Equação do Plano Ax By Cz d Determine a
equação para interseção com o raio R(t) R0
t Rd , t gt 0 Com R0 X0, Y0, Z0 e Rd
Xd, Yd, Zd X X0 Xd tY Y0 Yd tZ
Z0 Zd t
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Iluminação

• Se houver iluminação?

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Componentes da Iluminação Ambiente
16
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Componentes da Iluminação Ambiente
18
Componentes da Iluminação Radiosidade
19
Componentes da Iluminação Radiosidade
19
20
Componentes da Iluminação Ambiente
Cora materia . Ia
21
Normal de uma Superfície
N
22
Modelo Phong - Difuso
cos q Iluminação
N
L
q
cos q L . N
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Componentes da Iluminação Difuso
Cord Material . cos q cos q N . L Cord K .
(N . L)
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Componentes da Iluminação Especular
Observador ( O )
Normal (N)
Luz (L)
b
Reflexo (R)
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Componentes da Iluminação Especular
n 2
n 5
n 30
Core Material . (cos b)n cos b O . R Core K
. (N . L)n
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Modelo Phong
cos q Iluminação
N
L
q
cos q L . N
Itotal Iambiente Idifusa Iespecular
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Iluminação
28
Reflexo e Refração
29
Recursividade do Ray Tracing
30
Recursividade do Ray Tracing
N
L
Reflexo
P
Transmissão
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Recursividade do Ray Tracing
Itotal IPhong( P ) Raytracing (Reflexo)
Raytracing (Transmissão)
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Implementação do Ray Tracing
Ray_Tracing (VETOR) Para cada Pixel da Imagem
OBJETO_MAIS_PRÓXIMO NENHUM
DISTANCIA_MINIMA INFINITO Crie um raio do
observador ao pixel Para cada Objeto da
Cena Se o raio tem interseção com este
objeto Se DISTANCIA_MINIMA lt
distancia (camera até este objeto)
OBJETO_MAIS_PRÓXIMO este objeto Se
OBJETO_MAIS_PRÓXIMO NENHUM Pixel
COR_DE_FUNDO Senão REFLEXO
Calcula_Reflexo (OBJETO_MAIS_PRÓXIMO, LUZ)
TRANSMISSÃO Calcula_Transmissão
(OBJETO_MAIS_PRÓXIMO, N) Pixel
Phong(OBJETO) Ray_Tracing (REFLEXO)
Ray_Tracing (TRANSMISSÃO)
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Iluminação por polígonos
N
1 cálculo de iluminação por polígono
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Iluminação por vértice
N2
N3
N4
N1
4 cálculos de iluminação por polígono
35
Iluminação por vértice
36
Iluminação por pixel
n cálculos de iluminação por polígono
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Projeção
Projeção Ortográfica
Assumindo que os vértices estão em coordenadas de
eye space
A matriz não possui inversa, pois a determinante
é nula. Assim, esta é uma transformação sem
volta
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Projeção
pz
p
Z -d
q
x
qx
px
z
qx -d
qx -d px


px pz
pz
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Exercício Encontre a matriz de Projeção
Perspectiva
40
Projeção Perspectiva