2.3a. Moeli i postupci osvetlavana, senčane PODJELA MODELA OSVJETLJAVANJA PRPADNH POSTUPAKA SJENČANJA EMPRJSK MODEL temele se na isustvu i estetsim aposimaciama np. enostavni moel osvetlavana (loalni) u postupcima senčana oi ga oiste Gouau 7 i Phong 75. PRELAZN MODEL ulučuu pozinost, zcalene i sene, geometisi egzatan np. Whitteov moel 80. oisti se u postupu senčana petage zae (engl. ay tacing) ANALTČK MODEL temeli se na enegetso avnoteži Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-
HBRDN MODEL integiau postupa petage zae i postupa isiavana np. Wallace 87. Pema moelu osvetlavana u poeino toči ačuna se osvetlene inteacia svetla i povšine složena pioa svetlosti i povšine (azličito efletiane aznih valnih ulina, ista valna ulina azličito efletiana ovisno o utu) Senčane (engl. shaing) io e postupa izae piaza (engl. eneing). zvoi svetla točasti, linisi, poligonalni, efletoi (usmeeni). Mateiali - povšine hapave (mat), glate (sane), pozine Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-2
2.3.. EMPRJSK MODEL OSVJETLJENJA ( Phongov moel) TR KOMPONENTE ambientna ifuzna zcalna AMBJENTNA KOMPONENTA = a a a oeficient efletiane ambientne svetlosti (ovisi o mateialu) a intenzitet ambientne svetlosti Refletiane svih poligona oolnog postoa. Aposimacia globalnog osvetlena. Uolio ova omponenta nie pisutna stažni poligoni obziom na izvo svetla bit će cni. Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-3
DFUZNA KOMPONENTA (engl. iffuse eflection) LAMBERT-OV ZAKON Delić povšine S asvietlen e popocionalno osinusu uta po oim snop svetlosti upaa na povšinu. Količina svetlosti ou vii pomatač neovisna o položau pomatača i popocionalna e osinusu uta između nomale na povšinu i vetoa pema izvou. LGHTPOSTON Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-4
= cos θ, 0, 0 θ 90 p o oeficient ifuzne eflesie p intenzitet točastog izvoa θ ut između nomale na povšinu i vetoa pema izvou l l θ n = p max ( l n,0) l nomiani veto pema izvou svetlosti n nomiani veto nomale na povšinu http://www.cs.bown.eu/exploatoies/feesoftwae/epositoy/eu/bown/cs/exploatoies/applets/otp ouct/ot_pouct_ava_bowse.html Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-5
Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-6 U pasi moamo uzeti u obzi i ualenost izvoa o povšine L. Bole ezultate obit ćemo fomulom isustvena onstanta U slučau potpunog moela boa, omponente se posebno ačunau: O R efinia omponentu boe obeta 2 L p a a n l = n l L p a a = n l O O L pr R ar R a R =
ZRCALNA KOMPONENTA (engl. specula eflection) Zcalna eflesia nastae na bleštavo povšini. Bleštavilo (engl. highlight) oboeno e boom upane svetlosti. l θ n θ v α s n n cos α ( v ) = s p = s p L L veto usmeen u pavcu efletiane zae - efletiana zaa v veto pema očištu α ut između efletiane zae i zae pema očištu s oeficient zcalne eflesie n oeđue postonu aziobu i vezan e uz mateial http://mico.magnet.fsu.eu/pime/ava/eflection/eflectionangles/inex.html Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-7
u pasi se često oisti veto h, onosno pout hn umesto vetoa, onosno pouta v enostavno se ačuna v l v h = 2 uolio petpostavimo a su pomatač i izvo vlo aleo t. vetoe možemo smatati onstantnima, onačna enažba ovisit će samo o nomali na povšinu l n h v s = s p ( h n ) L n http://www.cs.pinceton.eu/~min/cs426/a/light.html Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-8
Za ealne bleštave povšine imamo nepotpunu zcalnu eflesiu. (Phong, 975) s = s p n cos α L = s p ( v ) L n Funcia cos n α: LGHTMATERAL n = n = 5 n = 30 n = 45 n = 60 PLASTKA METAL http://mico.magnet.fsu.eu/pime/ava/eflection/specula/inex.html Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-9
Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-0 Opća enažba senčana za sluča m izvoa: Senčane u boi (pime omponente cvene boe): ( ) ( ) = = = m m L p n s L p a a v n l,,,, ( ) ( ) = = = m m L p n sr s L p R ar R a R v O n l O O,,,, ambientna ifuzna zcalna uupno http://www.cs.technion.ac.il/~cs234325/applets/applets/shaingmoel/html/inex.html
u poeino toči pomatamo aspšene svetlosti aposimacia bi-ieciona funcie BDRF eflesie (bi-iectional eflection function) ome efletiane i upane svetlosti u ovisnosti o utu upane i efletiane svetlosti i valno ulini (BDSF scatteing ombinia BDRF i BDTF tansmittance) f, = L BDRF = L ( x ω )/ Ei ( x, ωi ) ( x, ω )/ Li ( x, ωi )cos( φi ) i ω φ i θ i polani i azimutni utovi upane (φ θ efletiane zae) x pozicia ou pomatamo L sanost (aiance) L ( x, ω ) = f BDRF ( x, ωi ω) Li ( x, ωi ) cos( φi ) i Ω Ž. M, ZEMRS, FER 2.3- ω
POSTUPC SJENČANJA Konstantno senčane Sve toče povšine unuta enog poligona imau isti intenzitet. To znači a e za nei poligon l n = onst. v = onst. l θ n v α http://www.neilwallis.com/3/ Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-2
oeđivane nomala u vhovima: oeđivane nomala svih poligonsih povšina aitmetiča seina nomala poligona incientnih s vhom n 2 n A n 3 n 4 n v v v n n2 n3 n A = 4 n4 Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-3
Gouau-ovo senčane (intepolacia intenziteta): u svaom vhu poligona ačuna se intenzitet C n C B n B n D D A n A obivene intenzitete lineano intepoliamo Secišta ispitne linie s biovima nea su Q, R intepoliane už biova Q R AQ = ( u) A u B, u = AB DR = ( v) D v C, v = DC intepoliane unuta poligona R C B ( t) = t, P R Q = t RP RQ v D t P A u Q Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-4
Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-5 inementalni obli neostata postupa e Machov vizualni učina (svietle i tamne puge) http://www.sanlotscience.com/guie_tous/tou2/tou2_4.htm ( ) ( ) ( )( ) t t t t t t t P R Q P P Q R P Q R P = = = = 2 2 2 2 2,, http://www.nbb.conell.eu/neuobio/lan/olstuentpoects/cs490-96to97/anson/machbaningapplet/
Phong-ovo senčane (intepolacia nomala): izačunamo nomale u vhovima intepoliamo nomale už biova intepolimo obivene nomale už ispitne linie intenzitet izačunamo na au n C v n D n R t n P P n Q u Q n B n A AQ n n ( u) ( t) = n u n, u = n Q R = ( v) n A D v n B C, v = AB DR DC P = nr t nq, t = inementalni obli : n = n P2 P RP RQ ( n n )( t t ) Q R 2 Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-6
Phong-ovo senčane e bole o senčana Gouau spoie e (za svai sliovni element teba oeiti v, l,, ) umanue Mach-ov vizualni učina http://olli.infomati.uni-olenbug.e/gafiti3/gafiti/flow2/page2.html http://www.anlonchen.com/cs/cs263applet/renee.html anizotopni učina Složenii moeli: http://www.gaphics.conell.eu/~westin/multimeia-pape/noe9.html#secton0006 Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-7
Poblemi u postupu senčana silueta obeta - bo poligona otaciona ovisnost 00 0 0 0 00 00 nomale u vhovima 00 0 Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-8
2.3.2. PRELAZN MODEL WHTTEDOV MODEL OSVJETLJAVANJA = ntenzitet oi olazi o pomatača iz toče na povšini funcia e intenziteta ambientne svetlosti ifuzno obiene svetlosti zcalno obiene svetlosti (intenzitet sa susenih povšina ao posebnih izvoa) lomlena svetlost a a m i= pi ( l n) i pi intenzitet i-tog točastog izvoa s oeficient zcalnog obiana s intenzitet zcalno obiene svetlosti t oeficient lomlene svetlosti t intenzitet lomlene svetlosti http://mico.magnet.fsu.eu/pime/ava/scienceopticsu/polaizelight/bewste/inex.html s s t t Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-9
opinosi zcalena i loma svetlosti v α l n i α s n t = m ( l n) a a pi i s s t i= http://www.phy.ntnu.eu.tw/ntnuava/viewtopic.php?t=66 t Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-20
postupa se sastoi o oeđivana sliovnog elementa pogođenog zaom o pomatača (oz avninu poecie) i paćena zae ale u scenu o svaog pogota obeta u sceni postupa se euzivno nastavla za efletianu s (pimanu zau) i lomlenu t (seunanu) zau postupa se zavšava aa zaa izađe iz scene bez pogota ili na unapie zaano ubini euzie (3-0) uolio postoi pepea između izvoa i toče u oo ačunamo osvetlene taa nei ugi obet baca senu na pomatanu toču l n s v sliovni el. u avnini poecie http://www.siggaph.og/eucation/mateials/hypegaph/aytace/t_ava/aytace.html t Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-2
Oeđivane efletiane i lomlene zae oeđivane efletiane zae slično ao o zcalne omponente nomiamo vetoe (ulina e ean) poecia vetoa l na n e veto p p ( l n) n ( p l ) l = p l = θ θ l p = 2 2 oeđivane lomlene zae Snell-ov zaon loma n sin sinθ θ η = 2 η 2 η θ n η 2 http://mico.magnet.fsu.eu/pime/ava/efaction/citicalangle/inex.html http://www.phy.ntnu.eu.tw/ntnuava/viewtopic.php?t=28 θ 2 Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-22
pime scene piazane postupom paćena zae (PovRay) Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-23
STABLO ZRAKE N nomala na povšinu R efletiana zaa L zaa sene T lomlena zaa http://www.cs.technion.ac.il/~cs234325/applets/oc/html/etc/appletnex.html (http://www.cs.technion.ac.il/~cs234325/) http://www.gis.uni-tuebingen.e/gisalt/poects/gev/oc/html/oveview.html http://www.cs.technion.ac.il/~cs234325/applets/newapplets/expeiments/aycasting.html Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-24
Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-25 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) = = m i t t s s i pi a a n l euzivna fomula za ačunane intenziteta oeficienti s oznaom oeficienti su onetne povšine na ubini neostaci postupa 75-95 % vemena toši se na oeđivane secišta zae i poligona oiste se minimas povee s vaima ili uglama, otalna stabla, BSP stabla ao bi se smanio utoša vemena na ačunane secišta postupa sveeno ostae vemensi zahtevan
neostaci poava aliasa povećano uzoovane 4, 9, po aziobi, aaptivno) http://www.povay.og/ http://www.cs.beeley.eu/~efos/ava/tace/tace.html Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-26
nema ifuzne omp. ifuzna omponenta zcalene ooliša pozian obet bačene sene, efleto http://www.stefan-bau.e/cs.lang.tinyay.0.html#content285 Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-27
Kaustia http://gaphics.ucs.eu/~heni/images/cbox.html http://www.math.hava.eu/achive/2a_sping_06/exhibits/coffeecup/inex.html Ž. M, ZEMRS, FER 2.3-28