Local Lighting 13/01/2014. Marco Tarini - Video Game Dev - Univ Insubria (recall?) Game Engine

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Antonia Fabiani
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Models, materials Physics engine (soft real-time) newtonian physical simulations Collision detection + response Networking (LAN

1 Local Lighting (recall?) Game Engine Parte del game che si occupa di alcuni dei task comuni Scena / livello Renderer Real time transofrm + lighting Models, materials Physics engine (soft real-time) newtonian physical simulations Collision detection + response Networking (LAN es tramite UTP) Sound mixer e sound-renderer Gestore unificato HCI devices Main event loop, timers, windows manager Memory management Artificial intelligence module Soluz dei sotto task comuni AI Supporto alla localizzazione Scripting GUI (HUD)

2 Lighting locale LUCE riflessione OCCHIO OGGETTO Lighting in breve Proprietà del i materiali) Ambiente di illunimazione le luci) Dati geometrici (es. normale, pos osservatore ) (local) LIGHTING (un modello di lighting) R, G, B finale 2

3 Reminder: le normali Attributo per vertice delle mesh Reminder: seams per hard edges 3

normali: es. di una possibile pre-computazione Normale di un Triangolo: v v 2 v v 2 Normale di un vertice (condiviso da n triangoli): Nˆ v N = Nˆ ˆ ˆ + N2 +.

4 normali: es. di una possibile pre-computazione Normale di un Triangolo: v v 2 v v 2 Normale di un vertice (condiviso da n triangoli): Nˆ v N = Nˆ ˆ ˆ + N N n ˆN 2 ˆN ˆN 6 ˆ N N = N ˆN 3 ˆN 4 ˆN 5 Lighting in breve Proprietà del i materiali) Ambiente di illunimazione le luci) Dati geometrici (es. normale, pos osservatore ) (local) LIGHTING (un modello di lighting) R, G, B finale 4

5 Materiale Lighting in breve Proprietà del i materiali) Ambiente di illunimazione le luci) Dati geometrici (es. normale, pos osservatore ) (local) LIGHTING (un modello di lighting) R, G, B finale 5

intensità / colore area affected: area light spot light Lighting in breve Proprietà del i

6 Ambiente di illuminazione Insieme (discreto) di emettitori di luce + componente ambient x ogni luce: geometria: puntiforme o direzionale? intensità / colore area affected: area light spot light Lighting in breve Proprietà del i materiali) Ambiente di illunimazione le luci) Dati geometrici (es. normale, pos osservatore ) (local) LIGHTING (un modello di lighting) R, G, B finale 6

Per-vertex lighting ( Gouraud shading ) Vertici & loro attributi per vertice Vertici poriettati & varying punti triangoli segmenti Frammenti & varying interpolati per frammento Screen buffer

7 Per-vertex lighting ( Gouraud shading ) Vertici & loro attributi per vertice Vertici poriettati & varying punti triangoli segmenti Frammenti & varying interpolati per frammento Screen buffer proprietà del e normale proietto e applico lighting colore per vertice (risultato del lighting) interpolo colore Compreso: col. finale Per-fragment lighting ( Phong shading ) Vertici & loro attributi per vertice Vertici poriettati & varying punti triangoli segmenti Frammenti & varying interpolati per frammento Screen buffer proprietà del e normale trasformo sia normale che posizione normale trasformata interpolo normale normale interpolata applico - lighting - per ottenere il colore del frammento 7

8 Per vertex lighting Invece di interpolare il colore dopo il lighting. interpolo la normale prima del lighting! dettaglio: interpolando due vettori normali, non ottengo un vettore normale: (bisogna rinormalizzare dopo l'interpolazione) n r n r interpolaz fra n r 0 e n r 0 n r n r interpolaz fra 0 e rinormalizzata Per vertex VS Per fragment Per-vertex Lighting - (a.k.a. "Gouraud Shading") meno oneroso: applico il lighting una volta per vertice di solito #vertici << #frammenti Per-fragment* Lighting (a.k.a. " Phong Shading ) risultati migliori specialmente con i riflessi luminosi e piccoli (alta glossiness ) (*) talvolta (ma impropriamente) detto: per-pixel lighting Per vertex Per Fragment 8

9 Normal-mapping NORMAL MAP Vertici & loro attributi per vertice Vertici poriettati & varying punti triangoli segmenti Frammenti & varying interpolati per frammento Screen buffer mat. e normale N e spazio tangente T,B trasformo sia posiz che N,T,B N,T, B interpolo N,T,B N,T,B interpolati leggo normale, trasformo, applico - lighting - Computazione lighting Scritta nel vertex shader o nel fragment shader 9

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