1 Laboratorio de Computación Grafica Universidad Central de VenezuelaSombras y Reflexión Ernesto Coto

2 Contenido Introducción Sombras Reflexiones Sombras FalsasSombras Planares Texturas de Sombra Mapas de Luz Z-Buffer de Sombras Volúmenes de Sombra Reflexiones Reflexión Planar Reflexión Planar utilizando Aplicación de Texturas Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

3 Conocimientos PreviosIluminación Reflexión Mapeo de texturas Despliegue de objetos 3D Z-Buffering Proyecciones Blending Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

4 Introducción Generar una escena usando modelos de iluminación local no la hace lucir real Utilizar modelos de iluminación global puede ser muy costoso Agregar simulaciones de fenómenos naturales puede hacer que una imagen luzca más real Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

5 Introducción Agregar sombras y reflexiones a la escena es una buena alternativa Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

6 Sombras

7 Sombras Las sombras indican la posición relativa del objetoErnesto Coto - Sombras y Reflexión

8 Sombras Sombras Duras y Suaves Fuente en forma de puntode área Umbra Penumbra Umbra Penumbra Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

9 Sombras Sombras Duras y Suaves Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

10 Sombras Los algoritmos de sombras determinan que objetos son alcanzables por la luz Para escenas donde la luz esta fija, las sombras pueden precalcularse El costo viene cuando las luces se mueven Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

11 Sombras Sombras FalsasDibujar en el plano un polígono que se asemeje a la silueta del objeto y x z Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

12 Sombras Sombras Planares Proyectar modelo 3D en un plano baseErnesto Coto - Sombras y Reflexión

13 Sombras Sombras PlanaresNo es necesario determinar que partes del objeto son alcanzadas por la luz Soporta luces direccionales o de foco Produce sombras duras Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

14 Sombras Sombras Planares Solo puede aplicarse a planosPilas de polígonos crean efecto de Z-fighting El plano de proyección de la sombra es finito Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

15 Sombras Texturas de sombraPara cada objeto sombreado, proyectar los polígonos que ocluyan la luz en el plano de sombra del polígono Usar “additive blending” para acumular todas las contribuciones Copie el resultado en una textura Dibuje el polígono en la escena final con la textura de sombra Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

16 Sombras Texturas de sombra La textura cambia si la luz cambiaTextura de Sombra Imagen Final Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

17 Sombras Mapas de Luz Es una textura de sombra estáticaConsiste en añadir una segunda textura a las caras existentes en una escena 3D Textura Original Mapa de Luz Textura + Mapa de Luz Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

18 Sombras Mapas de Luz Las texturas suelen calcularse usando una técnica basada en iluminación global Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

19 Sombras Z-Buffer de sombras También llamado Mapa de SombraLa escena se despliega vista desde la luz y la información de profundidad se almacena en el Z-Buffer de sombras Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

20 Sombras Z-Buffer de sombras Despliegue la escena desde el ojoTransforme todo píxel (visible) al espacio de coordenadas de la luz Compare valores de profundidad Si es idéntico, el píxel esta iluminado De lo contrario es una sombra Calcule un Mapa de Sombras para cada luz Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

21 Sombras Z-Buffer de sombras Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

22 Sombras Z-Buffer de sombrasPuede simular sombras en cualquier escena en la que pueda utilizarse Z-buffering Requiere un Z-buffer separado para cada luz Para N luces, cada polígono se despliega N+1 veces Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

23 Sombras Volúmenes de SombraUn volumen de sombra es el volumen invisible originado por la sombra de un objeto Luz Volumen de Sombra Polígono Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

24 Sombras Volúmenes de SombraPara cada polígono, calcule su volumen de sombra Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

25 Sombras Volúmenes de Sombra Para cada punto visiblePara cada volumen de sombra Si el punto esta dentro de un volumen, está en una sombra Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

26 Sombras Volúmenes de Sombra A B C -1 +1Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

27 Sombras Volúmenes de Sombra El cálculo de las siluetas es costosoEl despliegue de los polígonos es mas costoso Proporciona sombras precisas Soporta múltiples fuentes de luz Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

28 Reflexión Visual

29 Reflexiones Aumenta el realismo de la escenaEl trazado de rayos maneja reflexiones pero a un alto costo computacional Veremos técnicas sencillas para generar reflexiones Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

30 Reflexiones Reflexiones PlanaresBasados en la Ley de Reflexión: “El ángulo de entrada es igual al de salida” Redibujar el objeto invertido con la superficie reflectora como plano de referencia Z Objeto Plano (Espejo) Reflejo Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

31 Reflexiones Reflexiones Planares Problema !!!Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

32 Reflexiones Reflexiones Planares Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

33 Reflexiones Reflexiones PlanaresLo que se hizo fue reflejar el mundo sobre el espejo Pero también es posible reflejar el punto de vista sobre el espejo, para obtener lo que se ve en el espejo Ojo reflejado Reflejo Objeto Ojo Plano (Espejo) Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

34 Reflexiones Reflexiones PlanaresCambie la posición y dirección de la cámara en el plano, luego despliegue Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

35 Reflexiones Reflexiones Planares usando Mapeo de TexturasSimilar al anterior Despliegue la escena Copie la imagen a una textura Mapear la textura en el polígono reflector Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

36 Reflexiones Reflexiones Planares usando Mapeo de TexturasErnesto Coto - Sombras y Reflexión

37 Resumen Motivación Concepto de Algoritmo de Sombras Tipos de SombrasTécnicas de generación de sombras Reflexiones planares Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

38 Bibliografía Atherton, P. R.; Weiler, K. ; Greenberg, D. Polygon Shadow Generation. Proceedings of SIGGRAPH 78, vol. 12, num. 3. pp New York, 1978. Bilodeau, Bill; Songy, Mike. Real Time Shadows. Creativity '99, Creative Labs Inc. sponsored game developer conferences, Los Angeles, California, and Surrey, Inglaterra. Mayo, 1999. Moller, Tomas ; Haines, Eric. Real-Time Rendering. A.K. Peters, Ltd Woo, Andew ; Poulin, Pierre ; Fournier, Alain. A Survey of Shadow Algorithms. IEEE Computer Graphics and Applications, vol. 10, num. 6, Noviembre, 1990. Ernesto Coto - Sombras y Reflexión

39 Preguntas Ernesto Coto - Sombras y Reflexión