Le luci. L'illuminazione diretta. Informatica Grafica per le arti. L'illuminazione diretta. L'illuminazione diretta. L'illuminazione diretta

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1 Informatica Grafica per le arti Per poter produrre delle immagini che diano il senso della tridimensionalita', i programmi di grafica 3D si servono di tecniche per simulare l'illuminazione degli oggetti presenti in una scena. A questo scopo forniscono la possibilita' di inserire sorgenti di illuminazione nella costruzione di un mondo 3D. Marco Gribaudo L'immagine finale dipendera' in modo significativo dal tipo e dalla posizione delle luci impiegate. Le sorgenti luminose si dividono in dirette ed indirette. Le sorgenti dirette, rappresentano luci provenienti da posizioni spaziali e con direzioni ben definite (es. una lampadina, il sole in una scena esterna). Le sorgenti indirette, considerano invece tutte quelle altre forme di illuminazione, derivanti principalmente dalle riflessioni che si instaurano tra le varie superfici. Vi sono 5 tipi di fonti di luce diretta in Blender: Luci omnidirezionali (Lamp) Luci spot (Spot) Luci dirette (Sun) Luci ad area (Area) Luci emisferiche (Hemi) Appena avviato Blender inserisce automaticamente una luce gia' preimpostata. Se non la si adopera, occorre ricordarsi di eliminarla. E' possibile vedere un'anteprima del risultato dell'illuminazione selezionando la modalita' shaded o textured.

2 In queste due modalita', in assenza di luci gli oggetti appaiono di colore nero (o comunque uniforme). Le fonti di luce diretta si inseriscono dal menu Add... E si modificano, dopo averle selezionate, nell'apposita pagina della finestra delle proprieta' Tutti i tipi di luce condividono alcune proprieta' quali il colore e l'intensita' In piu' alcuni tipi di luce hanno alcune proprieta' specifiche. La luce omnidirezionale (Lamp) e' una luce che parte da una sorgente puntiforme e si diffonde uniformemente lungo tutte le direzioni. E' principalmente caratterizzata dalla sua posizione. Si sposta come tutti gli altri oggetti Blender attraverso la funzionalita' Grab (tasto G).

3 Tra le proprieta' che la contraddistinguono vi e' il colore della luce. Ed anche la potenza della stessa, attraverso il parametro di energia. Premere LMB sul colore per cambiarlo La luce spot (Spot) e' una luce che parte da una sorgente puntiforme ma limita la sua azione lungo un cono nello spazio. E' contraddistinta sia dalla posizione (come per le luci puntiformi). Che dalla direzione, impostabile ruotando la luce (Rotate - Tasto R). La forma della luce puo' essere resa quadrata selezionando l'apposita opzione.

4 E' possibile specificare il diametro del cono, ed una regione di fall-off in cui l'intensita dell'illuminazione cala gradualmente. Le regioni di fall-off vengono specificate attraverso un numero compreso tra 0 (nessun fall-off) ed 1 (lungo tutto il diametro del cono). Al centro del cono, la luce e' massima. Al di fuori del cono, la luce e' nulla. Nella zona di fall-off, la luce diminuisce gradualmente. Nelle viste, la luce viene calcolata solo per i vertici delle figure. Per avere anteprime piu' accurate occorre aumentare il numero di vertici. Luce massima Ao Luce assente Decadimento graduale La luce diretta (Sun) e' una luce composta da raggi paralleli che illumina in modo uniforme l'intera scena. Non importa il punto in cui essa venga posizionata, ma solamente l'angolo che forma rispetto agli oggetti (impostabile ruotando la luce con Rotate - tasto R).

5 Spot e direzionali sono caratterizzate da colore, ed energia come le luci omnidierezionali. omniderzionali sono le piu' comuni, e vengono utilizzate per simulare sorgenti luminose in interni, come ad esempio le lampadine - da questo il nome Lamp. spot servono per simulare faretti, ed altre luci con azione localizzata. direzionali vengono invece adoperate per sinulare sorgenti distanti e molto potenti, quali ad esempio il sole in scene esterne - da questo il nome Sun. ad area (Area) simulano l'illuminazione proveniente da una sorgente rettangolare di grosse dimensioni, come un neon od una finestra. Come le luci Spot, sono caratterizzate da una posizione e da una direzione. In piu' sono contraddistinte da una dimensione. Sebbene si possa variarne le dimensioni con una trasformazione di scala, occorre definirne la forma attraverso gli appositi controlli.

6 A seconda che si scelga una luce quadrata o rettangolare, si potranno definire una o due dimensioni. Hemi rappresentano la luce proveniente da un emisfero (come un cielo molto nuvoloso). Esse sono caratterizzate unicamente dall'angolo con cui illuminano la scena. inserite possono essere cambiate di tipologia semplicemente premendo il pulsante corrispondente nella pagine Preview. Anche le luci Area ed Hemi sono contraddistinte da un colore e da un'energia. Area sono molto efficaci, ma piuttosto complesse da calcolare. La loro presenza allunga notevolmente i tempi di rendering. Hemi, pur essendo molto semplici, non vengono piu' molto utilizzate in quanto superate in qualita' da altre tecniche quali il calcolo dell'occlusion su cui torneremo piu' avanti. Per rendere le immagini realistiche occorre considerare anche le ombre proiettate dagli oggetti. Il calcolo delle ombre non e' facile: in mancanza di specifica richiesta da parte dell'utente viene generalmente omesso. Inoltre esso viene eseguito solamente in fase di rendering e non calcolato nelle normali visuali di lavoro.

7 E' necessario impostare le luci per generare le ombre, attivando l'appostia opzione. Blender visualizza le luci che proiettano ombre circondandole con un alone tratteggiato. Inoltre si puo' disabilitare globalmente il calcolo delle ombre per accelerare le anteprime di rendering. Esistono diversi modi in cui le ombre possono essere realizzate. I piu' comuni sono: Le mappe d'ombra Il raytracing In Blender le luci di tipo Lamp, Sun e Area possono avere solamente ombre di tipo Raytrace. Con le mappe d'ombra il programma calcola prima le ombre e poi le applica sugli oggetti come se fossero texture. di tipo Spot possono avere entrqambe i tipi di ombra. La luce di tipo Hemi non e' in grado di proiettare ombre di alcun tipo.

8 In questo caso e' possibile stabilire la dimensione in pixel della bitmap utilizzata per memorizzare le ombre. Piu' la risoluzione e' elevata, migliore e' la resa dell'ombra, ma maggiore la memoria utilizzata Nel raytracing le ombre vengono calcolate mentre viene renderizzata la scena. Vengono calcolate per ogni pixel dell'immagine genrata, per cui sono in grado di fornire contorni piu' netti. Per luci di tipo Lamp, Spot e Sun, e' possibile sfumare i contorni dell'ombra aumentando il parametro Soft Size. In questo caso occorre anche aumentare il numero di campioni Samples (e di conseguenza i tempi di rendering) per ottenere bordi meno puntinati.

9 Solitamente, sfumare i contorni dell'ombra di un oggetto produce risultati piu' realistici rispetto ad ombre nette. Per le luci di tipo Area, si deve invece specificare una risoluzione orizontale e verticale (solitamente proprozionati con le dimesnioni). In questo modo Blender puo' simulare l'effetto di ombra diffusa naturale che avrebbe una sorgente di questo tipo. Le mappe d'ombra sono piu' veloci da gestire ma sono meno precise (specialmente quando vi sono piu' luci che incidono sopra un oggetto) e richiedono piu' memoria. Il raytracing produce risultati migliori ma richiede un notevole incremento nei tempi di calcolo, cosa che spesso rende il suo utilizzo proibitivo. E' inoltre possibile "colorare" le ombre prodotte da una sorgente luminosa attraverso l'apposita casella in fondo alla pagina delle ombre. Luci volumetriche Il fenomeno che permette di visualizzare nel rendering il cono di luce prodotto da un faretto viene chiamato Luce Volumetrica. Simula la presenza di pulviscolo nell'atmosfera che risplende al contatto con la luce che lo illumina.

10 Luci volumetriche In Blender le luci di tipo Spot possono essere trasformate in luci volumetriche attivando l'opzione Halo. Luci volumetriche Durante il rendering verra' visualizzato il cono proiettato dal faretto. Luci volumetriche E' possibile regolare l'intensita' del cono di luce attraverso il parametro HaloInt. Luci volumetriche Se si utilizzano le mappe d'ombra e si imposta il parametro Halostep ad un valore superiore ad 1... Luci volumetriche... e' possibile includere anche l'ombra degli oggetti all'interno del cono di luce.

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