osvetljevanje sencenje
DESCRIPTION
sencenjeTRANSCRIPT
![Page 1: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/1.jpg)
Osvetljevanje in senčenje
(lighting - shading)
![Page 2: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/2.jpg)
“Osvetljevanje”
Dve komponenti: Model osvetljevanja ali
Model senčenja – kako računamo intenzivnost točke na površini
Metoda upodabljanja ploskev – Kako računamo intenzivnost v vsakem pikslu
![Page 3: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/3.jpg)
Lastnosti snovi
Barva ambienta Difuzna barva Barva odsevanja Sijaj Barva oddajane
svetlobe
![Page 4: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/4.jpg)
Modeli osvetljevanja
Ambient Normale niso pomembne
Lambert/Difuzna barva Kot med normalo ploskve in lučjo
Phong/Odsev Normala na ploskev, vpadni kot luči, gledišče
Enačba upodabljanja
S
dxxxIxxxxxxxgxxI '''',''',',',',',
![Page 5: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/5.jpg)
Svetloba okolja (ambient color)
Predstavlja približen prispevek svetlobe k splošni sceni ne glede na položaj luči in predmetov.
Indirektni odboji, ki so preveč kompleksni, da bi jih v celoti in natančno izračunali.
Iambient = color
![Page 6: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/6.jpg)
Difuzni odboj
Igra pomembno vlogo pri barvi, ki jo zaznamo na nekem predmetu
Nanj vpliva barva vpadajoče difuzne svetlobe in kot vpadne svetlobe glede na normalo ploskve
Položaj očesa ne vpliva na difuzni odboj Difuzne površine so, mikrosopsko gledano, zelo
grobe. To pomeni, da ima vpadni žarek svetlobe enako možnost odboja v katerokoli smer.
Vpadni žarki Odbiti žarki
![Page 7: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/7.jpg)
Osvetlitev površine – svetlost predmeta
Video
![Page 8: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/8.jpg)
Model difuzne svetlobe
Lambertov kosinusni zakon
m v
s
P
cosdsd pII
msms cospri tem je
msms
pII dsd ,0max
pd : koeficient difuznega odboja
Jakost svetlobe, odbite od popolnega difuzorja, je sorazmerna cos (Θ) kota med smerjo vpadne svetlobe in normalo na ploskev.
![Page 9: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/9.jpg)
Zrcalni odboj (specular color)
Zrcalni odboj lahko obravnavamo kot odsev na plastičnem ali celo kovinskem predmetu.
N
L
R
V
![Page 10: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/10.jpg)
Bleščeči in motni predmeti
![Page 11: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/11.jpg)
Phongov Model
Približek jakosti zrcalnega odboja je sorazmerje z (cos )n
Ispecular = ksIlight (cos )n
= ksIlight (V.R)n
Video
![Page 12: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/12.jpg)
Phongov model senčenja
![Page 13: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/13.jpg)
Phongov model
m v
s
P
fsssp pII cos
f
f
vrvr
cos
pri tem je
f
sssp vrvr
pII ,0max
ps : Koeficient zrcalnega odboja
r
mm
mssr 22
Količina odbite svetlobe je največja v smeri popolnega zrcalnega odboja. pri majhnih kotih se količina odbite svetlobe light, Isp spreminja sorazmerno s cos f() .
![Page 14: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/14.jpg)
Kombinacija svetlobe
Kar vidi gledalec = Ambientna svetloba + Difuzna svetloba + Zrcalna svetloba
phongpIlambertpIpII ssdsas
OpenGL na primer omogoča specifikacijo različnih jakosti za vse tri vire svetlobe
phongpIlambertpIpII sspdsdasa
Isa, Isd, Isp : nastavitev za vsako luč v okolju
pa, pd, ps : nastavitev za vsako snov v okolju
![Page 15: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/15.jpg)
Ambientna + difuzna + zrcalna
![Page 16: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/16.jpg)
Žarenje (emission)
Predmet izžareva svetlobo primeri: luči v prostoru, luči na cesti ipd.
![Page 17: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/17.jpg)
Slabljenje (attenuation)
Upoštevati moramo še, da luči bolj osvetljujejo ploskve, ki so bližje.
Energija slabi z oddaljenostjo od točkovnega vira svetlobe sorazmerno z 1/d2.
![Page 18: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/18.jpg)
RGB vrednosti za luči in snov
RGB vrednosti luči kažejo jakost svetlobe RGB vrednosti za snov nakazujejo odbite
količine teh barv
phongpIlambertpIpII ssprdsdrasarr
phongpIlambertpIpII sspgdsdgasagg
phongpIlambertpIpII sspbdsdbasabb
![Page 19: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/19.jpg)
Senčenje (shading)
Senčenje pove, kako “pobarvamo” trikotnik.
![Page 20: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/20.jpg)
Senčenje (shading)
Plosko senčenje (Flat shading)
Poudari posamezne poligone Mehko senčenje (Smooth shading)
Mehča robove med poligoni– Gouradovo senčenje– Phongovo senčenje
![Page 21: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/21.jpg)
Modeli senčenja (direktna svetloba)
Plosko senčenje Računamo Phongovo osvetljevanje enkrat za celoten
poligon
Gouraudovo senčenje Računamo Phongovo osvetljevanje v verteksih in
interpoliramo osvetlitev vzdolž poligona
Phongovo senčenje Računamo povprečja normal verteksov Interpoliramo normale vzdolž poligona in izvedemo
Phongovo osvetljevanje vzdolž poligona
![Page 22: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/22.jpg)
Plosko, konstantno senčenje
Plosko senčenje, konstantna jakost Ena barva za cel trikotnik. Barvo izračunamo za en verteks in
uporabimo na celem poligonu Hitro Dobro za nekatere predmete Kaj se zgodi, če so trikotniki majhni? Nenadna sprememba jakosti na robovih Zrcalni odboji so slabo predstavljeni
![Page 23: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/23.jpg)
Mehko senčenje (Gouraud)
Barva je linearno interpolirana od verteksov Zrcalni odboji (specular) so prikazani
interpolirano
![Page 24: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/24.jpg)
Gouraudovo senčenje
Senčenje z interpolacijo jakosti Računamo osvetlitev v verteksih. Nato interpoliramo
barve med postopkom “scan convert” Relativno hitro, le tri računanja
![Page 25: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/25.jpg)
Gouraudovo senčenje
![Page 26: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/26.jpg)
Slabo povprečenje verteksov
![Page 27: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/27.jpg)
Mehko senčenje (Phong)
Phong
Interpolacija vektorjev normal za vsako točko na stranicah predmeta
Bolj realistično, vendar računsko bolj intenzivno
Interpolacija normal, saj te predstavljajo “ukrivljenost”
Linearna interpolacija normal verteksov. Za vsak piksel, (med postopkom “scan convert”) računamo osvetljenost piksla.
![Page 28: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/28.jpg)
Phongovo senčenje
Phongovo osvetljevanje (lighting): je empirični model za izračun osvetlitve točke na površini
Phongovo senčenje (shading): pomeni linearno interpolacijo normal ploskve in pri tem uporabo Phongtovega osvetljevanja za vsak piksel Isti vhodni podatki kot za Gouraudovo senčenje Običajno dobimo zelo mehko sliko: Vendar, stvar je časovno potratna
Phongovo senčenje NI isto kot Phongovo osvetljevanje, čeprav ju včasih zamenjujejo
![Page 29: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/29.jpg)
Primerjava Gouraud:Phong
![Page 30: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/30.jpg)
Senčniki (Shaders)
Lokalna osvetlitev je kompleksna Modeli odboja Proceduralne teksture Trdne teksture Sheme izbočenosti (Bump maps) Sheme odmikov (displacement maps) Preslikave okolja (Environment maps)
Vse to hočemo združiti v enoten opis senčenja. Temu pravimo senčnik (shader)
Senčniki še opisujejo Luči (na primer žaromete) Atmosfero (na primer meglo)
![Page 31: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/31.jpg)
Senčenje v realnem času
Moorov zakon : Moč CPE se podvoji vsakih18 mesecev Napredki v materialih Napredki v metodah Napredki pri trženju
Grafična verzija: GPE moč se podvoji vsakih 6 mesecev Podpora bolj sofisticiranim senčenjem, čeprav včasih na
nenavadne načine (n.pr. Nenavadna uporaba teksturnih preslikav)
![Page 32: osvetljevanje Sencenje](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020106/55cf9959550346d0339ced98/html5/thumbnails/32.jpg)