Applicazioni progettuali di grafica computerizzata a.a. 2008/2009 Rendering grafico.

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1 Applicazioni progettuali di grafica computerizzata a.a. 2008/2009 Rendering grafico

2 Texture mapping

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11 Illuminazione

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13 Modelli di illuminazione presentare facce visibili tenendo conto dei principi fisici che regolano la diffusione e riflessione dei raggi luminosi che incidono sulle superfici esterne degli oggetti della scena. è necessario tenere conto non solo della geometria, ma anche di aspetti ottici e fisiologici correlati alla diffusione, riflessione e percezione della luce. la radiazione incidente su un corpo può essere: Assorbita trasmessa (=passa attraverso) riflessa, sia diffusamente che specularmente

14 Modelli di illuminazione modello di illuminazione =è usato per denotare la scelta di qualche particolare equazione per calcolare lntensità luminosa in un punto dello spazio funzione dellintensità della radiazione incidente proprietà geometriche e fisiche della superficie cui il punto appartiene. Tali modelli consentono di calcolare lintensità luminosa sulle superfici della scena

15 Radiazioni luminose Radiazione assorbita La porzione di radiazione incidente assorbita da un corpo. Se il corpo assorbisse tutta la luce incidente non sarebbe visibile. Un tale corpo perfettamente assorbente è chiamato corpo nero Radiazione trasmessa La radiazione incidente è trasmessa, in parte, nel corpo quando questo è trasparente Radiazione riflessa diffusamente porzione di luce incidente che è assorbita dallo strato superficiale del corpo, e viene poi emessa in tutte le direzioni consentite dalla posizione e orientamento delle superfici esterne il corpo, nel caso di diffusione perfetta della radiazione, si comporta esattamente come un corpo emittente Radiazione riflessa specularmente radiazione incidente non attraversi lo strato esterno del corpo, ma sia riflessa direttamente nel piano definito dalla direzione della normale alla superficie nel punto considerato e dalla direzione della luce incidente

16 Modello di Phong Quando un raggio di luce passa da un mezzo ad un altro con diverso indice di rifrazione raggiunta la superficie di separazione parte del raggio viene trasmessa e parte riflessa La somma delle energie dei due raggi è uguale allenergia del raggio originale Semplifico: non cè trasmissione e si ha solo riflessione Langolo di incidenza è uguale allangolo di riflessione Vale per materiali molto lisci e lucidi

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22 Pipeline 3d

23 Introduzione Pipeline grafica:= sequenza di trasformazioni che i dati grafici devono attraversare per il rendering Foley, van Dam, Feiner, Hughes. Computer Graphics, Principles and Practise. Addison-Wesley Standard grafico PHIGS per il 3D Obiettivo: scelta dei modelli di vista (insieme di parametri) per generare immagini realistiche o disegni tecnici

24 Loperazione di proiezione Proiezione := una trasformazione geometrica con il dominio in uno spazio di dimensione n ed il codominio in uno spazio di dimensione n-1 (o minore): In computer graphics le trasformazioni di proiezione utilizzate sono quelle dallo spazio 3D (il mondo dellapplicazione) al 2D (la superficie del dispositivo di output)

25 Il mondo in 3D della visione umana Il processo di formazione dellimmagine in un sistema ottico I raggi di luce riflessi dalla scena raggiungono locchio dellosservatore e sono intercettati dalla retina La retina e una piccola porzione di superficie sferica: approssimazione con il piano tangente Limmagine percepita dai recettori luminosi e trasmessa ai centri cerebrali superiori

26 Un tipo semplice di proiezione: la macchina fotografica virtuale La metafora utilizzata per descrivere le relazioni scena/osservatore è quella della macchina fotografica virtuale (synthetic camera).

27 La macchina fotografica virtuale La macchina fotografica virtuale è costituita da un parallelepipedo in cui la faccia anteriore presenta un foro di dimensioni infinitesime (pinhole camera) e sulla faccia posteriore si formano le immagini; Immagini nitide, nessun problema di luminosità, l angolo di vista può essere modificato variando il rapporto tra la distanza focale (d) e la dimensione del piano immagine.

28 La macchina fotografica virtuale Per convenzione si assume lesistenza di un piano immagine tra la scena ed il centro di proiezione

29 La macchina fotografica virtuale La matrice di trasformazione prospettica in coordinate omogenee:

30 La macchina fotografica virtuale La matrice di trasformazione prospettica in coordinate omogenee: : Determinante nullo.

31 Proiezioni prospettiche. Caratteristiche

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