Unidad 4 Graficacion

Unidad 4 Relleno, iluminación y sombreado 4.1. Relleno de polígonos Polígono es una figura básica dentro de las represen

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Unidad 4 Relleno, iluminación y sombreado 4.1. Relleno de polígonos Polígono es una figura básica dentro de las representaciones y tratamiento de imágenes bidimensionales y su utilización es muy interesante para modelar objetos del mundo real. En un sentido amplio, se define como una región del espacio delimitada por un conjunto de líneas (aristas) y cuyo interior puede estar rellenado por un color o patrón dado. MÉTODO DE RELLENO DE POLÍGONOS CON COLOR SCAN-LINE Fila a fila van trazando líneas de color entre aristas.  

Para scan-line que cruce el polígono se busca en la intersección entre las líneas de barrido y las aristas del polígono. Dichas intersecciones se ordenan y se rellenan a pares.

LINEA DE BARRIDO Es válido para polígonos cóncavos como convexos. Incluso para si el objeto tiene huecos interiores. Funcionan en el trozo de líneas horizontales, denominadas líneas de barridos, que intersectan un número de veces, permitiendo a partir de ella identificar los puntos que se consideran interiores al polígono.

INUNDACIÓN    

Empieza en un interior y pinta hasta encontrar la frontera del objeto. Partimos de un punto inicial (x,y), un color de relleno y un color de frontera. El algoritmo va testeando los píxeles vecinos a los ya pintados, viendo si son frontera o no. No solo sirven para polígonos, sino para cualquier área curva para cualquier imagen After Effects se usan los programas de dibujo.

FUERZA BRUTA    

Calcula una caja contenedora del objeto. Hace un barrido interno de la caja para comprobar c/pixel este dentro del polígono. Con polígonos simétricos basta con que hagamos un solo barrido en una sección y replicar los demás pixeles. Requiere aritmética punto-flotante, esto lo hace preciso y costoso.

4.2 Modelos básicos de iluminación Una escena de animación se ilumina mediante unas propiedades globales (Luz ambiente) así como por diferentes puntos de luz (Luz puntual) que emulan otros tantos tipos de “lámparas”. Los cálculos matemáticos que se realizan con estos parámetros, aplicados a la geometría que define la escena, se asocian con el concepto de “Modelos de iluminación “. Phong, Lambert, Fressnell, Minnaert, Toon, Oren-Nayar, Toon etc son algunos de los nombres con los que normalmente se referencian algunos de los principales modelos de iluminación.

No es necesario entender los modelos en profundidad para su uso artístico en las herramientas de creación de imagen sintética, pero es recomendable un conocimiento básico que permita entender cómo se forman las imágenes para poder anticipar resultados en su aplicación. El modelo de Phong es sencillo matemáticamente y permite obtener imágenes muy correctas. Los modelos basados en trazados de rayos permiten imágenes más brillantes y realistas en determinados campos de aplicación. Otros conceptos como la energía radiante de los cuerpos permiten abordar el problema bajo ópticas muy diferentes que aportan nuevas características a las imágenes. Cada punto de luz (L) se define con diferentes parámetros:      

intensidad color alcances mínimo y máximo modelo de atenuación de la intensidad parámetros de las sombras arrojadas y recibidas direccionalidad del haz de rayos

Esta variedad de parámetros permite que se adapte al comportamiento que se pretende emular en cada tipo de lámpara incorporado en el software de creación de imágenes de síntesis. La reflexión de Phong es un modelo empírico de iluminación local. Describe la forma en que una superficie refleja la luz como una combinación de la reflexión difusa de las superficies rugosas con la reflexión especular de las superficies brillantes. Se basa en la observación informal de Phong de que las superficies brillantes tienen pequeños reflejos especulares intensos, mientras que las superficies opacas tienen grandes reflejos que se caen de forma más gradual. El modelo también incluye un término ambiental para dar cuenta de la pequeña cantidad de luz que se dispersa en toda la escena.

4.3. Técnicas de sombreado

4.3.1. Interpolado En lugar de evaluar la ecuación de iluminación para cada pixel, esta se interpola linealmente sobre un triángulo a partir de los valores determinados para sus vértices. •Se puede generalizar para otro tipo de polígonos.

•A su vez, en lugar de realizar la interpolación para cada píxel, se puede hallar una ecuación de diferencia. •Está interpolación no evita la apariencia facetada. Según el objeto a modelar, esto es positivo o no.

Sombreado de malla poligonal Una superficie curva se puede aproximar a otra facetada (malla poligonal) no se logran buenos resultados en la interpolación, aunque se trabaje con una densidad alta de polígonos.

4.3.2. Gouraud Se basa en la interpolación de intensidad o color • Considera que facetas planas vecinas proceden de aproximar una superficie curva (salvo que se declare una arista real entre ambas) • Elimina en gran medida las discontinuidades de iluminación • Es sencilla, pero produce peores resultados en objetos con brillos especulares que el método de Phong. • Implementado en OpenGL.

4.3.3. Phong Se basa en la interpolación de la dirección de la normal, calculada de la misma forma que antes. • Igual que en Gouraud, se interpola a lo largo de cada línea de barrido, entre los puntos inicial y final, interpolados a su vez de los valores de los vértices de la arista.

• Captura mejor los brillos especulares en el medio de facetas planas (Gouraud los puede omitir). Produce mejores resultados, a un coste computacional mayor (hay que incrementar la dirección de la normal en tres direcciones, normalizarla y calcular la ecuación de sombreado encada punto) • Si el coeficiente de reflexión especular es pequeño, los resultados no difieren tanto (se pueden combinar objetos sombreados por ambos métodos en una escena).

http://graficacionporcomputadora.blogspot.com/2013/05/41-relleno-de-poligonos.html http://carlosgraficacion.blogspot.com/2014/05/42-modelos-basicos-de-iluminacion.html http://graficacionporcomputadora.blogspot.com/2013/05/43-tecnicas-de-sombreado.html http://graficacionito.blogspot.com/2013/11/43-tecnicas-de-sombreado.html