Modelos de Iluminação e Tonalização

Introdução

Os modelos de iluminação determinam a cor de um ponto levando em conta as propriedades ópticas da superfície do objeto, as características da luz incidente e a posição do observador ou câmera virtual.

Os modelos de tonalização determinam onde e como estes modelos de iluminação devem ser aplicados.

Phong X Gouraud

Há duas soluções para os modelos de tonalização: Phong e Gouraud:

No modelo Gouraud, o modelo de iluminação é aplicado nos vértices do polígono e as cores destes vértices são interpoladas sobre a superfície do polígono.

No modelo Phong, o modelo de iluminação é aplicado em cada ponto do polígono

Facetada X Suavização Geométrica

Para objetos aproximados por polígonos, a definição do vetor normal à superfície admite duas soluções distintas: facetada ou com suavização geométrica.

Na solução facetada, o mesmo vetor normal, em geral a normal do polígono, é associada a cada vértice do polígono

Na solução com suavização geométrica, vetores normais diferentes, em geral o vetor normal da superfície aproximada pelo polígono em cada vértice, são associados aos vários vértices.

Solução Facetada

Todos os objetos apresentam um caráter facetado, uma vez que a normal da superfície usada para tonalizar o polígono é igual em todos os pontos do mesmo.

Dessa forma, na transição de um polígono para o outro, há uma mudança brusca na normal a ser usada no modelo de iluminação, fazendo com que as superfícies que refletem a luz na direção perpendicular ao observador apareçam mais claras e as que não se comportam desta forma apareçam mais escuras.

Facetado: Gouraud X Phong

Gouraud Phong

Facetado: Gouraud X Phong

Gouraud: O highlight se espalha pelo objeto. Isto se deve ao fato de que o modelo de

iluminação é aplicado apenas nos vértices e a intensidade ao longo do polígono é linearmente interpolada entre as intensidades dos vértices.

Phong: O highlight é mais bem definido. Isto se deve ao fato de que o modelo de

iluminação é aplicado a cada pixel do polígono. Mas há a impressão de que o ponto de movimenta conforme a rotação do objeto.

Solução com suavização Geométrica

Os objetos não apresentam caráter facetado, uma vez que a normal da superfície usada para sombrear o polígono é calculada pela interpolação das normais dos vértices do mesmo.

Dessa forma, a transição de um polígono para o outro ocorre de forma mais suave dando um aspecto mais curvo à superfície.

Suavização Geométrica: Gouraud X Phong

Gouraud Phong

Suavização Geométrica: Gouraud X Phong

Gouraud: O highlight se espalha pelo objeto.

Phong: O highlight é mais bem definido. Além disso, não há mais a impressão de que o highlight se movimenta conforme a rotação do objeto.O motivo disto é que os objetos não são

facetados e, portanto, o ponto em que o "highlight" deve aparecer está sempre na mesma posição em relação ao observador.