Marco Tarii - Video Game Dev - Uiv subria 2013 19/01/2014 Computazioe lightig Eseguita el vertex shader o el fragmet shader Sottoproblema Dalla dir r ωi arrivao lumes ( palle da teis : quate e riceve u itoro di x? r r ω x i x Sottoproblema Dalla dir r ωi arrivao lumes ( palle da teis : quate e riceve u itoro di x? Sottoproblema Dalla dir r ωi arrivao lumes ( palle da teis : quate e riceve u itoro di x? r x x ω r i r x x ω r i 1
Marco Tarii - Video Game Dev - Uiv subria 2013 19/01/2014 Sottoproblema Dalla dir r ωi arrivao lumes ( palle da teis : quate e riceve u itoro di x? Soluz: cos(α r r ( ω i a legge del coseo r x x Joha Heirich ambert 1728-1777 ω r i Modello di illumiazioe base luce fiale ambiete riflessioe emissioe Compoete ambiete Modello di illumiazioe base Modella (grossolaamete la luce che arriva da tutte le direzioi attraverso riflessioi multiple seza co RGB fiale ambiete riflessioe emissioe riflessioe usa solo compoete ambiet riflessioe ulare 2
Marco Tarii - Video Game Dev - Uiv subria 2013 19/01/2014 Esibita ella realtà da (per es: gesso lego (quasi materiali molto opachi (el seso di "o lucidi" Detta ache use reflectio ambertia reflectio materiali che esibiscoo questo comportameto si dicoo usivi o ambertiai opaco i [ita] sigifica ache o trasparete : Cofrota co [eg]: dull ot shiy (ot glossy opaque ot trasparet Perché: a livello microscopico... la superficie preseta micro-sfaccettature caotiche che riflettoo la luce i ua direzioe casuale (dopo ua o più rifelssioi itere! a luce che colpisce ua superficie ambertiaa si riflette i tutte le direzioi (ella semisfera ello stesso modo a luce che colpisce ua superficie ambertiaa si riflette i tutte le direzioi (ella semisfera ello stesso modo 3
Marco Tarii - Video Game Dev - Uiv subria 2013 19/01/2014 a luce che colpisce ua superficie ambertiaa si riflette i tutte le direzioi (ella semisfera ello stesso modo Dipede solo da: l'orietameto della superficie (la "ormale" la direzioe della luce del raggio icidete Dipede solo da: l'orietameto della superficie (cioè la sua "ormale" la direzioe della luce (cioé del raggio icidete Dipede solo da: l'orietameto della superficie (cioè la sua "ormale" la direzioe della luce (cioé del raggio icidete luce cosθ luce cosθ R, G, B (di solito biaco: 1,1,1 R, G, B (il "colore" dell'oggetto moltiplicazioe compoete per compoete fa parte del "materiale" (caratteristica dell'oggetto 4
Marco Tarii - Video Game Dev - Uiv subria 2013 19/01/2014 Dipede solo da: l'orietameto della superficie (cioè la sua "ormale" la direzioe della luce (cioé del raggio icidete Dipede solo da: l'orietameto della superficie (cioè la sua "ormale" la direzioe della luce (cioé del raggio icidete se agolo é compreso fra 0 e 90, else: 0, (oggetto i ombra di se stesso luce cosθ luce cosθ luce ( ˆ ˆ ota: ciascuo dei "putii" i questa equazioe rappreseta ua operazioe diversa! compoete usa piccola 70⁰ compoete usa grade 35⁰ compoete usa massima 0⁰ compoete usa ZERO 90⁰ compoete usa ZERO >90⁰ (la superficie è ella propria stessa ombra 5
Marco Tarii - Video Game Dev - Uiv subria 2013 19/01/2014 Proprietà modello fedele delle caratteristiche ottiche (BRDF di alcui materiali reali ma o poi molti modello fisicamete coerete per es, coserva l'eergia molto semplice da calcolare igthig ocale: u semplice modello RGB fiale ambiete riflessioe usa riflessioe ulare Compoete riflessioe ulare Compoete riflessioe ulare Feomeo molto semplice (cocettualmete: fotoi che rimbalzao come pallie! B: atura corpuscolare del fotoe il rimbalzo dipede dalla ormale della superficie i formula? Microscopicamete: la ormale delle microfacets si discosta poco da quella della superficie macroscopica (meo se e discosta, i media, maggiormete ulare apparirà la sup "Specular" reflectio Per materiali lucidi co riflessi brillati ("highlights" seza co 6
Marco Tarii - Video Game Dev - Uiv subria 2013 19/01/2014 Compoete riflessioe ulare dea base: la luce o viee riflessa da materiali lucidi i maiera eguale i tutte le direzioi Compoete riflessioe ulare : raggio icidete : ormale R: raggio riflesso V: dir. di vista θ θ α R V i 3D Compoete riflessioe ulare Phog light model by Bui-Tuog Phog, 1975 Compoete riflessioe ulare Elevado il coseo ad ua poteza, si ottegoo riflessi piu' piccoli e brillati luce cosα i 3D 7
Marco Tarii - Video Game Dev - Uiv subria 2013 19/01/2014 Compoete riflessioe ulare Phog light model by Bui-Tuog Phog, 1975 Compoete riflessioe ulare Phog light model by Bui-Tuog Phog, 1975 luce cosα i 3D luce cosα i 3D luce materiale cos α fao parte del "materiale" (caratteristiche dell'oggetto luce ( Rˆ Vˆ luce materiale materiale cos α Compoete riflessioe ulare 1 5 10 100 Compoete riflessioe ulare Bli-Phog light model: semplificazioe del Phog light model risultati simili, formula diversa: phog: bli-phog: luce ( Rˆ Vˆ k ( Hˆ ˆ θ luce θ α R V materiale H V / V "half-way" vector 8
Marco Tarii - Video Game Dev - Uiv subria 2013 19/01/2014 Compoete riflessioe ulare 4 fattori che cosideriamo Bli-Phog light model: semplificazioe del Phog light model risultati simili, formula diversa: phog: bli-phog: luce ( Rˆ Vˆ k ( Hˆ ˆ Jim Bli (MEGA-MEGA-GURU luce materiale luce fiale ambiete riflessioe usa riflessioe ulare emissioe Equazioe di lightig i totale Materiali... tot luce ambiet luce use k ( H luce spacular materiale ambiet ( materiale use materiale spacular k materiale emissio propretà del materiale propretà della luce 9
Marco Tarii - Video Game Dev - Uiv subria 2013 19/01/2014 Equazioe di lightig: modellazioe delle luci tot luce ambiet luce use k ( Hˆ ˆ luce spacular k materiale emissio materiale ambiet ( ˆ ˆ materiale use materiale spacular ( ˆ Vˆ ˆ Vˆ Modellazioe delle luci Come varia? costate ella scea: foti di luci "direzioali" buoo per foti di luce molto distati, e.g. il sole varia ella scea: foti di luci "posizioali" buoo per foti di luci vicie, e.g. lampadie propretà della luce Modellazioe delle luci: luci posizioali elle luci posizioali, si può atteuare l'itesità i fuzioe della distaza Modellazioe delle luci: luci posizioali pratica, questo porta ad atteuazioi della luce troppo repetie vece usiamo: teoria (per la fisica itesità 1 / distaza 2 f attetuazioe luce 1 c d 2 f attetuazioe luce 1 mi, 1 2 c1 c2d c3d 10
Marco Tarii - Video Game Dev - Uiv subria 2013 19/01/2014 Esempio di Equazioe di lightig tot luce ambiet luce use ( H luce spacular k materiale emissio materiale ambiet ( materiale use materiale spacular f attetuazioe luce Tipi di luci Tipi di luci: posizioali direzioali spot-lights (faretti f attetuazioe luce 1 mi, 1 2 c1 c2d c3d Spotlights Defiite da tre parametri: Esempio di Equazioe di ightig tot luce ambiet luce use ( Hˆ ˆ luce spacular materiale ambiet ( ˆ ˆ materiale use materiale spacular caratteristiche della luce caratteristiche del materiale dati dalla scea f atteuazioe luce f effetto spotlight f k materiale emissio attetuazioe luce effetto spotlight 1 mi, 1 2 c1 c2d c3d (, spot, spot spot f f, directio cutoff Agle beamwidth 11