I materiali. Informatica Grafica I. I materiali. I materiali. I materiali. I materiali. I materiali

Transcript

1 Iformatica Grafica I L'esatto coore di u puto suo schermo viee determiato daa combiazioe dee proprieta' dee uci e degi oggetti iumiati. Le proprieta' di rifessioe dea uce da parte degi oggetti vegoo geeramete idetificate co i termie "materiae". Marco Gribaudo marcog@di.uito.it Come visto i precedeza, ad ogi uce viee associato u coore ed ua itesita'. Ache u materiae caratterizza u oggetto mediate uo o piu' coori... Ogi coore defiisce ua specifica reazioe de'oggetto a particoari caratteristiche dea uce. defiiscoo ache proprieta' di rifessioe dea uce egate aa geometria ed aa posizioe degi oggetti.

2 I coore percepito da'osservatore dipede quidi daa mutua posizioe dea uce, degi oggetti e dea ciepresa. I atre paroe, i parametri che determiao i coore di u pixe soo: I coori e e posizioi dee uci, e posizioi e a geometria degi oggetti La posizioe dea ciepresa I 3D studio i materiai si defiiscoo attraverso u apposito strumeto (detto apputo Editor dei materiai). Ua vota defiito u materiae, e' possibie assegaro ad u oggetto "trasciadoo sopra" co i mouse. La teroria dei coori I computer graphics, i coori vegoo defiiti misceado i modo opportuo acui coori primari. I sistema piu' diffuso e' queo di utiizzare i coori verdi, rosso e bu (RGB). La teroria dei coori I programmi 3D sfruttao a suddivisioe di u coore i compoeti per defiire i coori dee uci e dei materiai. Agedo sue sigoe compoeti determiao i coori defiitivi.

3 La teroria dei coori Ogi uce viee scomposta ee sue 3 compoeti primarie... La teroria dei coori... ed ache i parametri di coorazioe dei vari materiai vegoo suddivisi i base ai 3 coori primari. La teroria dei coori Vegoo quidi geerate 3 immagii moocromatiche, ua per ogi compoete. La teroria dei coori Ifie e 3 immagii compoeti vegoo sovrapposte i modo da otteere 'immagie fiae a coori. La teroria dei coori I modeo teorico utiizzato e cacoo dee uci, ha dee impicazioi otevoi: se si iumia u oggetto co u materiae competamete bu, adoperado ua uce totamete rossa o verde, 'oggetto risuta di coore ero! I reata', ivece, moto probabimete 'oggetto risuterebbe comuque visibie (ameo i parte). Questo perche' e modo reae, ua uce rossa o verde emette ache acue radiazioi bu, ed u materiae bu rifette, ameo parziamete, ache i coori rossi o verdi. La uce propria I corpi preseti e modo modeato possoo briare di uce propria. Questo meccaismo puo' essere utiizzato per modeare ed, fiestre i otaaza, ecc...

4 La uce propria A materiae si associa u coore od ua itesita' dea uce emessa. La uce propria Attezioe: ei ormai meccaismi di rederig a uce propria e' cosiderata ua uce itriseca e moto deboe. Essa o iumia i acu modo gi oggetti circostati! La uce ambietae Come visto i precedeza, i u ambiete "reae" vi soo umerose rifessioi dea uce sue superfici degi oggetti. La uce ambietae I u materiae, si puo' specifcare quae coore 'oggetto assuma i corrispodeza de'iumiazioe derivate daa uce ambietae. Tutte queste rifessioi vegoo raggrupate ea uce ambietae. La uce ambietae Le uci ambietai e proprie o dipedoo dae posizioi degi oggetti. Immagii uicamete soggette a questi tipi di uce appaioo "piatte". La uce diffusa Le uce diffusa corrispode aa uce egata ad u feomeo fisico chiamato rifessioe Lambertiaa. Essa dipede da'agoo tra i corpo ed ua specifica sorgete di uce. No dipede pero' da'agoo tra 'osservatore ed i corpo.

5 La uce diffusa La uce diffusa Chiamiamo 'agoo formato tra a ormae aa superfice ed i raggio di uce icidete. La uce diffusa e' massima quado 'agoo e' zero, metre e' ua quado 'agoo e' di 90 gradi La uce diffusa Nei programmi si idica sempicemete specificado i coore dea uce diffusa. Essa e' quea che determia i coore effettivo de'oggetto. La uce diffusa La uce diffusa varia ache co a distaza de corpo daa sorgete umiosa. Piu' i corpo e' distate daa fote umiosa, miore e' a uce diffusa che esso emaa a causa di essa. Tae decadimeto si imposta pero' ee proprieta' dea uce e o i quee de materiae. La uce specuare Acui corpi hao dee zoe piu' chiare dove viee rifessa competamete a uce icidete. Queste zoe dipedoo daa posizioe reativa tra 'osservatore, 'oggetto e a sorgete di uce. La uce specuare La uce si rifette i modo specuare sua superficie co u agoo ugue a queo icidete, ma opposto rispetto aa ormae (perpedicoare aa superfice). r Corrispodoo ae zoe i cui i corpo rifette a uce i modo specuare.

6 La uce specuare L'itesita' dea uce specuare dipede daa posizioe de'osservatore reativamete a raggio rifesso. r o La uce specuare I 3D Studio, si ottiee idicado u coore per a rifessioe specuare. α La uce specuare I coore dea uce specuare dipede da tipo di materiae impiegato. Ad esmpio, per a maggior parte dei materiai (i particoare per gi oggetti pastici) e' di coor biaco. Ivece, per gi oggetti metaici, tede a coore de metao stesso (i.e. giao per 'oro, aracioe per i rame) Esistoo diversi modi i cui si puo' costruire i coore fiae di u oggetto biaciado opportuamete i vaori di risposta ae uci proprie, ambietai, diffuse e specuari. Ogi meccaismo e' reaizzato attraverso compesse formue matematiche ed e' adatto a simuare a risposta aa uce di particoari tipi di materiai. Questi meccaismi predoo geeramete i ome di Shader. I questo corso, cosidereremo i 4 meccaismi piu' diffusi: Chiamiamo α 'agoo formato da'osservatore rispetto a raggio di uce rifratto. Phog r o Bi Ore-Nayar α Aisotropico

7 Co o shader Phog, 'itesita' dea uce rifessa dipede da'agoo α : piu' questo e' vicio a zero, maggiore e' i suo cotributo. α r o Lo shader Bi, e' ua approssimazioe de Phog. I questo caso si utiizza 'agoo tra i puto medio situato tra osservatore e uce, e a ormae aa superfice (ivece che 'agoo tra osservatore e raggio rifesso). h o I etrambe i casi e' possibie regoare a dimesioe de'area di rifessioe specuare (Gossies) e 'itesita' di tae rifesso (Specuare eve). Gi shader Phog e Bi soo piuttosto simii, ache se producoo risutati eggermete differeti (i Phog produce puti uce eggermete piu' arghi, metre i Bi u po' piu' diffusi). Etrambe vegoo utiizzati per simuare oggetti moto briati come pastica, ego vericiato (accato) o metai o evigati. Acui materiai moto rugosi (come i gesso, terriccio o acui tipi di tessuto), hao a tedeza a rifettere parte dea uce ache ea direzioe da cui essa proviee. Questi tipi di materiae vegoo catturati abbastaza bee dao shader Ore-Nayar. I questo caso si puo' biaciare a compoete diffusiva, e speficiare i grado di rugosita'.

8 I metai evigati e e superfici co sochi (come i dischi i viie), tedoo a rifettere a uce i modo o uiforme rispetto a'orietameto dea sorgete umiosa. Questo feometo si chiama aisotropia, e o shader che megio i simua e' chiamato aisotropico. Esso preseta piu' o meo e stesse caratteristiche di uo shader Phog, co i piu' a possibiita' di specificare ua direzioe ed u iveo di aisotropia.