O que é Iluminação? Fenômeno físico resultante da interação de fótons com uma superfícieFenômeno físico resultante da interação de fótons com uma superfície.

Apresentação em tema: "O que é Iluminação? Fenômeno físico resultante da interação de fótons com uma superfícieFenômeno físico resultante da interação de fótons com uma superfície."— Transcrição da apresentação:

1 O que é Iluminação? Fenômeno físico resultante da interação de fótons com uma superfícieFenômeno 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

10 Interseção do Raio com um objeto

11 Interseção Raio com esfera Raio: R(t) = R0 + t * Rd, t > 0 Com R0 = [X0, Y0, Z0] e Rd = [Xd, Yd, Zd] X = X0 + Xd * t Y = Y0 + Yd * t Z = Z0 + Zd * t Esfera: Sc = [xc, yc, zc] S: (xs - xc) 2 + (ys - yc) 2 + (zs - zc)2 = Raio 2

12 Interseção Raio com esfera Substituindo a equação do raio na equação da esfera: (X0 + Xd*t - Xc) 2 + (Y0 + Yd*t - Yc) 2 + (Z0 + Zd*t - Zc) 2 = Raio 2 Desenvolvendo a equação e juntando as constantes: Teremos uma equação da forma: At 2 + Bt + C Onde A = Xd 2 + Yd 2 + Zd 2 B = 2*(Xd * (X0 - Xc) + Yd * (Y0 - Yc) + Zd * (Z0 - Zc)) C = (X0 - Xc) 2 + (Y0 - Yc) 2 + (Z0 - Zc) 2 – Raio 2 Para que de fato a equação resulte numa interseção: At 2 + Bt + C = 0

13 Interseção Raio com esfera -Se as raizes t 0 e t 1 forem números complexos: não há raízes reais e portanto não há interseção -Se t 0 = t 1 : houve tangencia da reta e a esfera -Se t 0 e t 1 forem distintas e reais: houve interseção. Deve-se calcular qual o ponto mais próximo do observador.

14 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 > 0 Com R0 = [X0, Y0, Z0] e Rd = [Xd, Yd, Zd] X = X0 + Xd * t Y = Y0 + Yd * t Z = Z0 + Zd * t

15 Iluminação -Se houver iluminação?

16 16 Componentes da Iluminação – Ambiente

17

18 Componentes da Iluminação – Radiosidade

19 19 Componentes da Iluminação – Radiosidade

20 Componentes da Iluminação – Ambiente Cor a = materia. I a

21 Normal de uma Superfície N

22 Modelo Phong - Difuso N L Iluminação cos Iluminação cos = L. N

23 Componentes da Iluminação – Difuso Cor d = Material. cos cos N. L Cor d = K. (N. L)

24 Componentes da Iluminação – Especular Normal (N) Reflexo (R) Luz (L) Observador ( O )

25 Componentes da Iluminação – Especular Cor e = Material. (cos n cos O. R Cor e = K. (O. R) n n = 2 n = 5 n = 30

26 Modelo Phong N L Iluminação cos Iluminação cos = L. N I total = I ambiente + I difusa + I especular

27 Iluminação

28 Reflexo e Refração

29 Recursividade do Ray Tracing

30 N L Reflexo Transmissão P

31 Recursividade do Ray Tracing I total = I Phong ( P ) + Raytracing (Reflexo) + Raytracing (Transmissão)

32 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 < 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)

33 Iluminação por polígonos N 1 cálculo de iluminação por polígono

34 Iluminação por vértice N2 4 cálculos de iluminação por polígono N1 N3 N4

35 Iluminação por vértice

36 Iluminação por pixel n cálculos de iluminação por polígono

37 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 Linhas paralelas permanecem paralelas

38 Projeção q z x p Z= -d pzpz qxqx pxpx q x -d p x p z = q x -d p x pzpz =

39 Exercício: Encontre a matriz de Projeção Perspectiva

40 Projeção Perspectiva