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Carlos Oliveira [email protected]. Sumário Descrição e objetivo Iluminação Modelos de...
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Carlos Oliveira [email protected]
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Sumário
Descrição e objetivo Iluminação Modelos de Reflexão
Blinn-Phong Cook-Torrance
Implementação Resultados obtidos
Descrição e Objetivo
Implementar um programa para exibir uma ou mais esferas exemplificando os diferentes modelos de reflexão utilizados em CG
Leitura do espectro da luz e conversão para RGB
Implementação de um modelo físico, um fenomenológico e uma BRDF
Iluminação Tipos de fontes de luz
Ambiente: igual em todas as direções Difusa: modelo lambertiano
Modela superfície opaca rugosa a nível microscópico
Refletor difuso ideal: Luz recebida é refletida igualmente em todas
as direções O brilho visto não depende da direção de
visualização Lei de Lambert:
)(cos LNIkIkI lightdlightddiffuse
luz incidente
Iluminação (cont.) Especular
Depende da posição do observador Causada por superfícies lisas ao nível
microscópico Um raio é refletido numa direção única Direção é definida pela direção de incidência
e pela normal Modelo de Phong:
OpenGL
shinynlightsspecular IkI )(cos
shinynsdlightaaad kkIIkI )(coscos
Modelos de Reflexão: vetores
N
LR
V
N – NormalL – LuzV – ObservadorR – RefletidoH – Halfway
R = 2(NL)N – L Modelo Phong padrãoH = (V + L) / 2 Modelo Blinn-Phong (o que foi utilizado)
H
(R)
(L)
x
Fonte
Modelos de Reflexão: Blinn-Phong
Modelo fenomenológico Modelo Blinn-Phong utilizado
Mais eficiente e fisicamente correto que o Phong por utilizar NH ao invés de RV para a componente especular
L(V) = ka La + kd Li (NL) + ks Li (NH)n
Modelos de Reflexão: Cook-Torrance
Modelo físico – técnica baseada na física da superfície
F – Fórmula de Fresnel D – Rugosidade das microfacetas G – Distribuição geométrica das
microfacetas
))((
1
VNLN
FDGf s
Modelos de Reflexão: Cook-Torrance (cont.) Fórmula de Fresnel – derivada das
equações de Maxwell Luz incidente normal reflete cor da
superfície Luz incidente tangencial reflete cor da luz Reflexão aumenta à medida que a
incidência se torna tangencial Coeficientes
i – ângulo de incidência relativo a H t – ângulo de refração relativo a H i = arccos(LH) sin(t) = sin(i) /
)(cos
)(cos1
)(sin
)(sin
2
12
2
2
2
ti
ti
ti
tiF
Modelos de Reflexão: Cook-Torrance (cont.) Rugosidade das Microfacetas – caracteriza
os declives das microfacetas Utilizamos a função de distribuição de
Beckman para superfícies rugosas
m pequeno (e.g. 0.2) determina superfícies suaves, m grande (e.g. 0.8) determina superfícies rugosas
α = arccos(NH)
42
))/(tan(
cos
2
m
eD
m
Modelos de Reflexão: Cook-Torrance (cont.)
Distribuição geométrica das microfacetas – modelo Torrance-Sparrow Sombreando – luz incidente não alcança
o material
Mascarando – luz refletida não alcança o observador
Utilizamos o mínimo
Gs = 2(NH)(NV)/(VH)
Gm = 2(NH)(NL)/(VH)
G = min(1, Gs, Gm)
Implementação
Espectro da luz incidente Leitura do arquivo no formato
<lambda>,<intensidade><lambda>,<intensidade>...
Conversão do espectro para XYZ Conversão de XYZ para RGB
780
380
780
380
780
380
)()(
)()(
)()(
dzPkZ
dyPkY
dxPkX
780
380
)()(
100
dy
k
w
Implementação (cont.)
Desenhar as duas esferas na tela, utilizando o RGB da luz calculado no passo anterior A primeira utilizando o modelo Cook-
Torrance de iluminação A segunda utilizando o modelo Blinn-
Phong
Resultados Obtidos
