[Música] o [Música] olá a todos sejam muito bem vindos à nossa 4ª aula aqui no curso de computação gráfica de engenharia da computação aqui da univesp nessa aula a gente vai tratar sobre modelos de iluminação e ea gente vai tentar então é dentro do nosso espírito aqui de transformar dados biométricos e imagens né a gente vai tentar simular o comportamento da luz ea reflexão da luz nos objetos o objetivo então desci desse processo desses modelos é a produção de imagens mais foto realísticas possível ser mais comparáveis a uma imagem é real é possível aí para
um computador para isso a gente vai levar em consideração o modelo de iluminação que a gente chama de modelo de iluminação local leva em consideração o observador a fonte de luz uma ou mais fontes de luz né e objeto que está sendo é considerado aí para exibição ea gente vai tentar modelar mágica matematicamente a interação não é o caminho dessa luz e as propriedades é que essa luz tem ao refletir no objeto bom então falando aqui de fonte de luz né é tem mas as principais nem tem mais do que isso mas as principais fontes
de luz que a gente encontra nesses modelos de computação gráfica são é a fonte direcional é o fonte distante que onde você supõe que a fonte está muito distante do objeto e portanto todos os raios de luz são paralelos você tem a fonte direcional é que é teoricamente é ilumina é pra todos os lados néel e irradia luz para todos os lados todas as direções e você tenha chamado a fonte spot né se quiser um o parâmetro é que pode pensar numa iluminação de teatro onde fica um foco de luz por exemplo somente no um
ator ali que está participando da cena é uma boa referência ali pra fonte de luz spot a gente vai tentar ir e agora um pouquinho de como funciona cada uma dessas fontes de luz não vejo na fonte direcional é você precisa é definir a intensidade luminosa então a gente definir aí é nas componentes rgb se eu dou uma intensidade por verde uma intensidade para o vermelho e uma intensidade prazo e eu defino a vt um vetor direção ou seja direção de onde essa luz é está se propagando de um dessa luz estava em reparo o
seguinte né teoricamente eu precisaria só de 3 coordenadas aqui para definir a direção é mas veja que eu tenho uma quarta coordenada aqui no meu vetor direção que é igual a zero é isso vem lá do espaço por objetivo que a gente viu na primeira aula a gente está trabalhando no r3 projetivo né que é equivalente a r 4 euclidiano então a última coordenar é igual a zero indica que esse essa direção aqui fica no infinito né é que os raios paralelos devem todos de uma direção só um exemplo no nosso cotidiano são os raios
que vem do sol né o sol é infinitamente maior do que a terra então dá para supor que os raios solares chegam todos paralelos aqui iluminando todos nós é um bom princípio aqui para entender a fonte de luz distante o direcional a fonte pontual né imagino que ela esteja muito mais próximo do objeto do que uma fonte distante e é irradia luz para todas as posições após todas as direções então você precisa discriminar ou identificar aqui a posição dela então a gente vai dizer que a posição dela que está no ponto x 0 e 3
100 ea última coordenada 1111 indicando que é um ponto que faz parte do seu espaço por objetivo é que faz parte do seu espaço de objetos né está inserido dentro do seu sistema de coordenadas do mundo a intensidade luminosa dessa fonte como ela é calculada né intensidade no ponto p é dada por um fator aqui já tony até a atenuante nem que é geralmente varia entre zero a um vezes a intensidade luminosa que eu tenho no ponto e zero então esse fator de atenuação geralmente ele varia com a distância que está o meu ponto do
ponto luminoso é quanto mais distante no ponto luminoso mais próximo de zero será o meu fator de atenuação quanto mais perto do ponto luminoso mais próximo de 1 será o meu ponto o meu fator de atenuação é um parâmetro aí que indica o quão distante ou com forte é essa e radiação aqui do meu da minha fonte luminosa a fonte o spot é ela já tem um controle de decaimento então a ideia é que eu tenha uma variação aqui sujeita a um determinado ângulo não é como em 3d né precisa ser um ângulo sólido e
esse angu é definido pelo valor teto aqui não o definido um valor teto é preciso mais uma vez dizer onde se encontra aqui o meu ponto de origem do meu é esporte de lúcio minha fonte luminosa veja que mais uma vez um vetor de 4 coordenadas com a última coordenar igual a 1 preciso dizer a direção ela está apontada mais uma vez a direção é eu uso a última coordenar igual a zero né por causa do espaço por objetivo é preciso determinar o ângulo né de abertura seja quanto menor esse ângulo o menor vai ser
o foco de um gerado quanto maior esse ângulo maior vai ser o foco de luz do meu controle de decaimento agora vai ser é produzido pela seguinte equação né é a intensidade no ponto p vai ser a intensidade vezes a distância dp até perder 0 é dividido pela norma e levado a um fator se a um expoente se expõe time permite um controle mais fino ainda na intensidade do foco de luz não é que eu tenho um controle muito preciso e de onde estou direcionando a luz e qual a abertura desse meu foco de luz
são essas as equações né bom a partir da honda as minhas fontes de luz refletido nos modelos de fonte de luz eu preciso modelar a reflexão seja preciso é identificar como que essa luz reflete nos objetos e chega até observador seja com que valor essa intensidade luminosa vai chegar no observador é tão eu vou ter aqui três modelos de reflexão que são chamados de ambiente difuso e especular a idéia desses três modelos é que o a reflexão ambiente ela simula a interação com vários objetos que estejam ali então por exemplo eu tô aqui vocês estão
me vendo mas tem várias fontes de luz que ilumina nesse estúdio tellus da parede que está sendo refletida tenha luz de outros objetos que estão aqui e que não estão aparecendo na câmera então isso tudo é aproximado aqui pelo modelo de reflexão difuso pelo modelo de reflexão ambiente perdão selecção difusa né você leva em consideração a cor do objeto seja dada uma fonte de luz de objeto de uma determinada cor qual é a cor que foi refletida é que chegou efetivamente até observador em função daquele determinado objeto e no modelo de reflexão especular você leva
em consideração a cor da fonte de luz além da cor do objeto vai ter vai entrar no cálculo acordar fonte de luz que é importante para determinar de terminar com o final que o usuário está enxergando que o observador está enxergando vamos dar uma olhadinha agora em cada um dos modelos né como eu tinha dito antes né o modelo de luz ambiente né ele tenta é simular que uma série de interações entre vários diversos objetos que tornaria a elaboração da conta muito complicado então na verdade é isso é aproximado por uma constante então você vai
ter uma constante aqui de reflexo de reflexão difusa multiplicada pela cor do objeto então isso vai gerar um objeto né de uma cor única então se o objeto é cheio de detalhes e você só modela a reflexão difusa você vai perder vários os detalhes desse objeto por exemplo o nosso modelo aqui eu tenho um na chave uma chaleira e eu só tô vendo que a silhueta dessa chaleira né porque só foi utilizado o modelo de reflexão de fuzil bom é tão preciso pegar um outro é adicionar um outro modelo de reflexão que a reflexão de
fuga lá era ambiente estou confundindo as duas misturando os dois nomes não atraía ao interior e ambiente na reflexão difusa né nós temos aqui um polígono qualquer fonte de luz nós temos o vetor normal desse polígono né e o raio refletido ele se reflete no mesmo ângulo do raio incidente em relação ao vetor normal então eu preciso é da informação do vetor normal no polígono e da informação da direção do raio refletindo né ea reflexão é exatamente o cosseno de tetouan onde testa o ângulo que o raio incidente faz com o vetor normal do objeto
vezes um uma constante é a constante que é de coeficiente de difusão vezes a cor do objeto então eu vou ter o efeito degradê né e é em relação à a minha o meu modelo de iluminação é para agora aqui no nosso objeto que nós já temos uma quantidade bem maior de detalhes né porque é o ângulo que a cooking a fonte de luz foi incidindo né variou que em cada um dos pontos do objeto então tive reflexões diferentes e se coçando de teto aqui deu valores diferentes em cada um dos pontos do projeto proporcionando
aqui um efeito degradê é um efeito de difusão na composição aqui do meu objeto bom a reflexão especular ela é leve em consideração além do ângulo de incidência com o vetor normal o ângulo do raio refletido em relação à oposição do observador como ela reflete a cor da luz né aqui eu fiz a chaleira na cor preta de propósito e a luz branca para vocês entenderem que a co refletir ou a cor é calculado aqui na reflexão especular é exatamente da cor da fonte de luz e não da cor do objeto né então nós temos
aqui a intensidade da componente especular vai ser é a intensidade da luz é irradiada vezes uma constante vezes o cosseno de filé vado alfa onde se fia o ângulo da direção do observador com o raio refletido netão quanto mais distante o observador tiver da direção do raio refletindo - ele vai ver esse é esses esportes brancos aqui no objeto se ele tiver exatamente na direção do raio refletido ele vai ver com mais intensidade se tiver é perpendicular ao raio refletido ele não vai ver quase nada porque se com o senac vai dar zero é assim
que você vai regulando que essa intensidade em função da posição do observador e do raio refletivo bom e néné numa composição final né você utiliza as três componentes netão componente luz ambiente a componente de luz difusa ea componente de luz especular de modo que a intensidade que de corno ponto p vai ser uma somatória das três componentes então voltei a componente ambiente mais a componente difusa mais a componente de especular e e eu tenho que a aauma esses parâmetros aqui essas intensidades de tal forma que a somatória das três componentes seja igual no final eu
tenho aqui uma imagem com um realismo bastante considerável bom é é a princípio não é pra que eu consiga calcular o valor da intensidade é vocês repararam que eu tava falando o tempo todo do vetor normal né do objeto e do vetor em relação a um observador então eu tenho que o tempo todo estimar o vetor normal nos meus objetos estão há vários algumas maneiras de fazer isso uma das maneiras é o considerar que eu tenho uma cor digamos que o objeto esteja multifacetado neto é representado por um conjunto de triângulos uma das maneiras é
imaginar que a vale a mesma corpo triângulo inteiro outra maneira é imaginar que em cada vértice do triângulo eu tenho uma cor diferente né porque o vetor normal ali foi diferente e eu faço uma interpolação das cores ao longo da onu interior da face do triângulo então veja é que o resultado se eu considerar a mesma cor para todas as faixas né tem 111 resultado ali chapado é onde eu perco um pouco de definição do objeto uma das maneiras eu a fazer essa interpelação é calcular a intensidade de corrida que nos vértices de cada triângulo
e à medida que eu for varrendo aqui o triângulo pra deve ser pintado eu vou fazendo uma interpolação é das cores com os valores aqui proporcionais a posição desse ponto aqui no segmento de reta né eu vou ter para cada ponto interior do triângulo aqui um determinado valor de cor em função da cor que ele tinha nos vértices e aí uma outra maneira né eu posso aproximar o vetor normal nos vértices em função dos vetores normais da face e utilizar o vetor normal como fator de interpolação investir mesmo tempo a intensidade e winter pólo vetor
normal é e cálculo é a intensidade baseado na reflexão com aquele vetor normal específico né em vez de intensidade de cor eu vou ter um vetor nome cada vértice em cada linha é de pintura aqui vou ter um vetor normal que vai por me proporcionar uma cor específica naquele ponto não é tão combinando né esses três modelos né eu tenho aqui é uma iluminação flat uma reflexão frete é que a cada polígono fica da mesma cor aqui uma reflexão aqui interpelativo é chamado de google é e aqui o modelo de fome e winter pólo os
vetores normais é só pra vocês verem a diferença e desses três modelos finalmente aqui alguns resultados mais realistas aqui aqui só com o objeto é que com uma cena mais complexa e resultado sai bastante razoáveis a partir desses três modelos de iluminação por hoje é só pessoal obrigado e até a próxima [Música] [Música] [Música] [Música]
