1 / 33

Računarska grafika

Računarska grafika. predavanja v.as.mr. Samir Lemeš slemes@mf.unze.ba. 29. Izvori svjetlosti i teksture. Osvjetljenje Defini cije K omponent e osvijetljenosti Ambi j ent alni izvori svjetla Usmjereni izvori svjetla Drugi izvori svjetla Raytracing i Radiosity Te ks ture.

lynsey
Download Presentation

Računarska grafika

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Računarskagrafika predavanja v.as.mr. Samir Lemeš slemes@mf.unze.ba

  2. 29. Izvori svjetlosti i teksture • Osvjetljenje • Definicije • Komponenteosvijetljenosti • Ambijentalni izvori svjetla • Usmjereni izvori svjetla • Drugi izvori svjetla • Raytracing i Radiosity • Teksture

  3. Rješavanje problema osvjetljenja • Nekako razumijemo percepciju svjetlosti/boje • Postoji inženjersko rješenje za predstavljanje i generisanje boje pomoću računara • Potrebno je razumjeti interakciju svjetla i objekata

  4. Optička iluzija

  5. Osvjetljenje • Poznato je kako se vrširasterizacija • Za dati 3-D trougao i 3-D tačku posmatranja, poznato je kako piskeli predstavljaju trougao • Koje boje trebaju biti ti pikseli??

  6. Osvjetljenje • Ako se želi dobiti realistična slika, potrebno je simulirati osvjetljenjepovršina prikazane scene • U osnovi je to simulacijafizikeioptike • Koristi se puno aproksimacija (zasnovanih na percepciji) da bi se ta simulacija izvela dovoljno brzo

  7. Definicije • Osvijetljenost (Illumination): transport energije sa izvora svjetla na površine i tačke • Napomena: obuhvaćadirektnuiindirektnu osvjetljenost

  8. Definicije • Osvjetljenje (Lighting): proces izračunavanja intenziteta svjetlau određenoj 3-D tački, obično na površini • Sjena (Shading): proces dodjeljivanja boje pikselima

  9. Definicije • Modeli osvijetljenostise dijele u dvije kategorije: • Empirijski: jednostavne formulacije koje aproksimiraju fenomen koji se posmatra • Fizički: modeli zasnovani na stvarnoj fizici svjetla koje je u interakciji sa materijom • Radi jednostavnosti se u interaktivnoj grafici obično koriste empirijski modeli • Sve se više koriste fizički modeli za realističnu grafiku

  10. Komponenteosvijetljenosti • Dvijekomponente osvijetljenosti: Izvori svjetla (light sources)iOsobine površina (surface properties) • Izvori svjetla (iliemiteri) • Spektar emitovanog svjetla (boja) • Geometrijski atributi • Položaj • Smjer • Oblik • Usmjereno slabljenje • Polarizacija

  11. Komponenteosvijetljenosti • Osobine površine • Spektar refleksije (boja površine) • Refleksija dijelova površine • Geometrijski atributi • Položaj • Orijentacija • Mikro-struktura

  12. Osvijetljenost • Kako se izračunava zračenje za određenu zraku?

  13. Cilj • Moraju se izvesti računarski modeli za ... • Emisiju kod izvora svjetla • Disperzijuna površinama • Prijem svjetla na kameri • Poželje karakteristike … • Konciznost • Efikasnost proračuna • Tačnost

  14. Modeliranje izvora svjetla • IL(x,y,z,q,f,l) ... • opisuje intenzitet energije, • napušta izvor svjetla, … • stiže na lokaciju (x,y,z), ... • iz smjera (q,f), ... • sa talasnom dužinoml (x,y,z) Svjetlo

  15. Empirijski modeli • Idealno mjere energiju zračenja za "sve" situacije • Previše memorije • Teško praktično ostvariti l

  16. Ambijentalni izvori svjetla • Objekti koji nisu direktno osvijetljeni su ipak vidljivi • npr., plafon u sobi, donja strana stola • To je rezultatindirektne osvijetljenostiod emitera, koja se odbija od drugih površina • Preteško za proračun (u realnom vremenu), zato se koristi trik koji se zoveambijentalni izvor svjetla • Nemaprostorne karakteristike niti smjer; sve površine isto osvjetljava • Količina refleksije zavisi od osobina površine

  17. Ambijentalni izvori svjetla • Za svaku uzorkovanu talasnu dužinu(R, G, B), ambijentalno svjetlo koje se reflektuje od površine zavisi od • Osobina površine,kambient • Intenziteta, Iambient,ambijentalnog izvora svjetla (konstantno za sve tačke na površinama) • Ireflected = kambient Iambient

  18. Ambijentalni izvori svjetla • Osvijetljeno samo ambijentalnim izvorom: Položaj svjetlaNevažan Položaj posmatračaNevažan Ugao površineNevažan

  19. Usmjereni izvori svjetla • Zausmjereniizvor svjetla koriste se pretpostavke za pojednostavljenje • Smjer je konstantanza sve prikazane površine • Sve zrake svjela su parelelne • Kao da je izvor beskonačno daleko od osvijetljenih površina • Dobra aproksimacija sunčeve svjetlosti • Smjer od površine ka izvoru svjetla je važan kod osvjetljenja površine

  20. Usmjereni izvori svjetla • Ista scena osvijetljena usmjerenim i ambijentalnim izvorom svjetla

  21. Tačkasti izvori svjetla • Tačkasti izvori svjetla emituje svjetlo jednako u svim pravcima iz jedne tačke • Smjer ka svjetlu od tačke na površini se tako razlikuje za različite tačke: • Potrebno je izračunatinormalizirani vektor ka izvoru svjetla za svaku osvijetljenu tačku: l p

  22. Drugi izvori svjetla • Spot-svjetlasu tačkasti izvori čiji intentitet opada usmjereno. • Zahtijeva boju,smjer tačke, parametre opadanja • Podržava ga OpenGL

  23. Drugi izvori svjetla • Površinskiizvori svjetla definišu 2-D površinu emitovanja (obično disk ili poligon) • Dobar primjer: fluorescentnipaneli • Mogu formirati mekane sjene

  24. Raytracing i Radiosity Raytracing Radiosity

  25. Raytracing i Radiosity • Radiosity prikuplja zbir prenosa svjetla • Ali modelira sve površine kao difuzne reflektore • Ne može modelirati odraz ili upijanje • Slike ne zavise od tačke posmatranja • Raytracing prikuplja kompleksno ponašanje svjetlosnih zraka kako se reflektuju ili upijaju • Najbolje radi sa površinama koje su kao ogledala • Difuzne površine pretvaraju svjetlosnu zraku u više zraka. Ray tracing prati jednu zraku i ne prikuplja puni efekat difuzije. • Mora se koristiti ambijentalno svjetlo da bi se nadoknadio nedostatak difuzije

  26. Primjer: Cornell Box Boje površina

  27. Primjer: Difuzna refleksija Boja površine Difuzne sjene

  28. Primjer: Sjene Bez sjena Sa sjenama

  29. Primjer: Meke sjene Tvrde sjene Tačkasti izvor svjetla Meke sjene Površinski izvor svjetla

  30. Teksture • Povećavaju prividnu složenost jednostavne geometrije • Kao lijepljenje tapeta ili umotavanje poklona u elastičnu foliju • Zakrivljene površinezahtijevaju dodatno rastezanje ili odsijecanje

  31. Foto-teksture Za svaki trougao na modelu uspostavlja se odgovarajući region sa fototeksture Za vrijeme rasterizacije koordinate se interpoliraju u teksturu

  32. Primjer za Environment Mapping Terminator II

  33. Mape tekstura za osvjetljenje • Zovu se i "Svjetlosne mape" (Light Maps) Quake

More Related