Una escena de animación se ilumina mediante unas propiedades globales (Ambient Light) et par diferentes puntos de luz (Spotlight) que émuler autant de types de “lampes”. Calculs mathématiques qui sont effectuées avec ces paramètres, appliquée à la géométrie qui définit la scène, sont associés à la notion de “modèles d'éclairage“.
Chambres, 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.
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El modelo de Phon 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.
La exploración de algunos conceptos básicos puede darnos una visión diferente de la acción que producen las fuentes de luz sobre un objeto de la escena. La idea de qué es un brillo o por qué se produce una sombra permiten ir introduciendo el modelo matemático básico sin esfuerzo. Iremos profundizando en cada uno de estos artículos siempre desde las ideas más simples, nuestro objetivo es entender o hacernos una idea aproximada de cómo se determina cada cálculo en los modelos más elementales.
Puntos de Luz
Cada spot (L) se define con diferentes parámetros:
- intensité
- couleur
- 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 intensidad de iluminación en un punto de la escena, depende de las posiciones de la cámara ( V ) y de los puntos de luz (L) respecto de las superficies.
En cada punto de una superficie hay una dirección ortogonal (perpendiculaire) a la superficie que se puede representar por la dirección (N) .
Un plano por ejemplo tiene en todos los puntos de su superficie la misma “dirección normal”, son paralelas, mientras que en el caso de una esfera todas las perpendiculares pasan por su centro, y abarcan a todas las posibles direcciones del espacio.
Ya tenemos las tres letras básicas de nuestro alfabeto básico para empezar a relacionar los objetos y luces con la imagen que obtenddremos al “renderizar” la escena, à savoir, cuando el programa convierte los objetos y datos en una simple imagen o una completa animación.
Intensidad de iluminación
La intensidad de la luz en cada punto depende de diferentes factores. Por supuesto el primer factor será la intensidad que tenga la lámpara (potencia de la bombilla), pero hay otros factores que lo condicionan.
Cuanto mayor sea la distancia entre el punto de luz y el objeto menor será la aportación de ese punto de luz a dicho objeto.
Otro factor que influirá notablemente será la dirección en la que se reciba la luz.
Un angle importante apparaît sur ce modèle, qui forment la poutre (L) avec la normale (N) a la superficie (l'angle alpha).
Si nous imaginons un faisceau de lumière comme un cylindre de la tache d'éclairage peut comprendre la dépendance entre l'angle alpha et l'intensité de la lumière qui atteint un point.
Le cylindre a une épaisseur et sa superficie est par conséquent (dA) qui grève la surface devient la zone éclairée. Sa taille dépend de l'angle alpha.
Nous pouvons voir l'effet décrit la maison: inclinamos est un linterna, sa garde au sol change de forme et son intensité diminue avec la distance.
La nouvelle zone éclairée du cylindre est divisé par une fonction, cosinus d'alpha. Esta sencilla ecuación nos muestra cómo se distribuye una energía radiante (lumínica) sobre una superficie dependiendo de su inclinación. A mayor superficie iluminada, menor intensidad, luego al aumentar alfa disminuye la “cantidad de luz” que llega a cada punto.
Lo importante es que el área iluminada cambia con una expresión matemática que nos relaciona el ángulo con la intensidad que se recibe en la superficie, variando por tanto en función de dónde situemos estos puntos en la escena. ¿Cerca o lejos? ¿Más arriba o más abajo? ¿Con mayor o menor intensidad (puissance) cada punto de luz?
Synthèse de l'image
- Synthèse de l'image
- Illumination for computer generated pictures Communications of the ACM archive Volume 18 , Issue 6 (Juin 1975) table of contents Pages: 311 – 317 Year of Publication: 1975 ISSN:0001-0782
- Graphiques atelier informatique Chapitre IV.- L'éclairage et l'ombrage IV.1.- Éclairage Modèle IV.1.1.- Ambient Light. Professeur : Javier Valenzuela Vidal
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