Vectoren bij reflectie van licht. Belichting. Diffuse reflection. Materiaaleigenschappen

Transcriptie

1 47 48 Beichtig Keue va oppevakke: esutaat va ee compexe iteactie tusse icht e mateie. Beichtigsmodee: Licht: empiisch: beekeige i oveeestemmig met de waaemig fysica wette: eaistische, maa ekekudig hogee kost Vectoe bij efectie va icht v oiëtatie va de ichtbo omaavecto v viewvecto : wijst aa de camea efectie : i het vak (, ): uitvashoek = ivashoek zode ichtbo : gee keu zede waaeme va icht echtsteeks va ee ichtbo maa efecties va ichtstae op oppevakke Dus, et zo beagijk : de mateiaaeigeschappe va de objecte hoek θ θ θ hoek φ v φ Mateiaaeigeschappe Mechaisme va de efectie va icht doo oppevakke: zee compex afhakeijk va ee goot aata paametes, bijvoobeed: Diffuse efectio Ee efecto met op micoscopisch iveau ee eg uw oppevak Ee ivaede ichtstaa wodt i ae ichtige eve stek vestooid. geometie: paats va het oppevak tov. ichtbo positie va de waaeme vom va het oppevak kaakteistieke va het oppevak: uwheid, keu, taspaatie Ee ichtstaa die ivat op ee oppevak: wodt voo ee dee geabsobeed doo het oppevak wodt voo ee dee geefecteed ka ook dees doo het oppevak hee gaa. Ee gedeete va het geefecteede icht beeikt de camea e aat toe dat het voowep zichtbaa wodt. De hoeveeheid eegie die geefecteed wodt, is eke fuctie va de ivashoek e de itesiteit va de ichtbo e bijgevog oafhakeijk va de oiëtatie va de camea. D = k d I d cos θ GLfoat difmat [ ] = { 1.0, 0.0, 0.0, 1.0 }; gmateiafv ( GL FRONT, GL DIFFUSE, difmat ) ;

2 49 50 Specua efectio Spiegeachtig: bij ee gazed oppevak zie we de efectie va ee ichtbo as ee zee hedee vek op ee eatief keie zoe, tewij de est va het object waageome wodt as ee diffuse efecto. efectie ob S = k s I s cos a φ bij ee gotee hoek tusse e v fa-off facto a: itesiteit va het geefecteede icht eemt se af maat voo de gas va ee oppevak (shiiess) GLfoat specmat [ ] = { 0.0, 1.0, 0.0, 1.0 }; gmateiafv ( GL BACK, GL SPECULAR, specmat ) ; gmateiaf ( GL BACK, GL SHININESS, 120.0); v φ Emissie ee oppevak ka zef icht uitstae, maa wodt gee ichtbo voo adee objecte zo oppevak heeft dus gee effect op de edeig va adee objecte GLfoat emissie [ ] = { 0.5, 0.0, 1.0, 1.0 }; gmateiafv ( GL FRONT, GL EMISSION, emissie ) ; De eigeschappe va de vookat e de achtekat va ee oppevak kue oafhakeijk va ekaa igested wode: fot face: aa de camea geicht oppevak back face: de achtekat va zo vak (omaa, maa iet atijd, ozichtbaa) Ambiet efectio de efectie doo ee oppevak va omgevigs- of achtegodbeichtig vetoot i ae ichtige dezefde itesiteit, oafhakeijk va de positioeig tov. de ichtboe e cameapositie A = k a I a GLfoat ambimat [ ] = { 0.0, 0.0, 1.0, 1.0 }; gmateiafv ( GL FRONT AND BACK, GL AMBIENT, ambimat ) ; Lichtboe object dat icht uitstaat, gekaakteiseed doo het uitgestaade soot icht e de itesiteit va het uitgestaade icht (pe hoofdkeu). 1. achtegodbeichtig: geefecteed icht dat i de uimte vestooid wodt e op ae oppevakke met eezefde itesiteit ivat, oafhakeijk va de positie e oiëtatie t.o.v. de ichtboe. 2. ichtbo op oeidig, d.i. ee vee ichtbo waabij ae ichtstae die het 3D-object beeike, (i de imiet) evewijdig met ekaa ope diectioa ight souce: ichtig e itesiteit specificee; oiëtatie va de ichtbo t.o.v. de 3D-objecte speet ee o bij de beekeig va de diffuse e specua efecties. 3. putbo: de ichtstae vetekke adiaa vauit de ichtbo; de ichtitesiteit is i ae ichtige dezefde. i ek put va oppevak ee adee hoek met de omavecto. itesiteit va putbo: geeateed aa afstad tot beichte object (beadeed omgekeed eveedig met kwadaat va afstad).

3 51 52 Acht ichtboe: GL_LIGHT0, GL_LIGHT1,..., GL_LIGHT7 die apat kue igeschaked of uitgeschaked wode: geabe (GL LIGHT0 ) ; gdisabe (GL LIGHT0 ) ; Eke ichtbo heeft ee aata eigeschappe met ek ee defaut isteig. Deze isteig ka gewijzigd wode: glight ( ichtbo, ichteigeschap, waade ) ; Eigeschappe : positie, type, keu, vezwakkig, spoteffecte: GL_POSITION GL_AMBIENT, GL_DIFFUSE, GL_SPECULAR GL_CONSTANT_ATTENUATION, GL_LINEAR_ATTENUATION, GL_QUADRATIC_ATTENUATION GL_SPOT_CUTOFF, GL_SPOT_EXPONENT, GL_SPOT_DIRECTION Types va icht Ambiet icht: icht dat zo eg vestooid is doo de omgevig dat het omogeijk is om og de ichtig eva te bepae voobeed: achtegodveichtig i ee kame ambiet icht dat op ee oppevak vat wodt i ae ichtige evevee vestooid. Diffuse compoet va icht: komt va éé bepaade ichtig het is hedede waee het ogevee oodecht op ee oppevak vat da waee het e mee zijdeigs opvat ivaed diffuus icht op ee oppevak wodt ook i ae ichtige evevee vestooid. Specua icht komt vauit ee specifieke ichtig e wodt doo ee oppevak i ee vookeuichtig geefecteed. Positie x-, y-, z-coödiaat; a of iet putbo: wodt bepaad doo 4 waade: 4 e agumet: 0.0 : bo op oeidig: de coödiate geve ee ichtig aa, ae ichtstae ope evewijdig aa deze ichtig; 4 e agumet: 1.0 : putbo bepaad doo de coödiate. De aay met coödiate die de bopositie va ee ichtbo bepae, wodt odewope aa de modeview matix die gedt op het ogebik va de uitvoeig va de fuctie glight(). voo de bepaig va de positie va het oog: glightfv ( GL LIGHT0, GL POSITION, positie0 ) ; gulookat(oog [ 0 ], oog [ 1 ], oog [ 2 ], 0.0,0.0,0.0, 0.0,1.0,0.0 ) ; a de bepaig va de positie va het oog: gulookat(oog [ 0 ], oog [ 1 ], oog [ 2 ], 0.0,0.0,0.0, 0.0,1.0,0.0 ) ; glightfv ( GL LIGHT0, GL POSITION, positie0 ) ; Keu va de ichtbo Pe hoofdkeu ka de itesiteit aagegeve wode voo ek va de die vome va beichtig: GLfoat d i f i c h t [ ] = { 1.0, 0.0, 0.0, 1.0 }; GLfoat specicht [ ] = { 0.0, 1.0, 0.0, 1.0 }; GLfoat ambiicht [ ] = { 0.0, 0.0, 1.0, 1.0 }; glightfv ( GL LIGHT0, GL DIFFUSE, d i f i c h t ) ; glightfv ( GL LIGHT0, GL SPECULAR, specicht ) ; glightfv ( GL LIGHT0, GL AMBIENT, ambiicht ) ; Keue wode gespecificeed i RGBA-fomaat. De bedig facto A ka gebuikt wode om twee keue ee zekee taspaatie te geve zodat ze op het schem schijbaa i ekaa kue ovevoeie. Lokae ichtboe zij putboe die i ae ichtige met eezefde itesiteit icht uitstae.

4 53 54 Spot: ichtigsgevoeige ichtbo ichtstae vetekke bie ee kege met ee gegeve opeigshoek i ee gegeve ichtig ichtcocetatie: itesiteit is het hoogste i het midde va de kege e deze vezwakt aa de ade toe met ee facto geijk aa cos a θ (faoff-fuctie) a vezwakkig (defaut geijk aa 0.0) θ hoek tusse ichtigaagevede vetex e vetex va de actuee positie GLfoat ichtig [ ] = { 3.0, 5.0, 2.0 }; glightf ( GL LIGHT0, GL SPOT CUTOFF, 3 0.0) ; glightfv ( GL LIGHT0, GL SPOT DIRECTION, ichtig ) ; glightf ( GL LIGHT0, GL SPOT EXPONENT, ) ; Cutoff paamete igt tusse 0 e 90 gade (defaut waade 180 gade) Defaut ichtig is i de ichtig va de egatieve z-as (0.0, 0.0, -1.0). I s P s Gobaa beichtigsmode Defiitie va ee aata paametes die oafhakeijk va de ichtboe gede voo gas het beichtigsmode: 1. ambiet achtegodbeichtig oafhakeijk va specifieke bo; 2. beekeigswijze va specua efectiehoeke; 3. specua keue afzodeijk beekee va ambiet e diffuse keue; 4. wode de beichtigsbeekeige uitgevoed voo zowe voo- as achtekat va objecte. GLfoat gambi [ ] = { 0.3, 0.1, 0.4, 1.0 }; glightmodefv ( GL LIGHT MODEL AMBIENT, gambi ) ; glightmodei ( GL LIGHT MODEL LOCAL VIEWER, GL TRUE) ; glightmodei ( GL LIGHT MODEL COLOR CONTROL, GL SINGLE COLOR) ; glightmodei ( GL LIGHT MODEL TWO SIDE, GL TRUE) ; Vezwakkig itesiteit va icht eemt af bij vegotig va afstad tot de bo Deze vezwakkig gedt aee voo putboe, omdat geicht icht va oeidig ve vewijdede boe afkomstig is. vezwakkig = 1 k c + k d + k q d 2 met d afstad tusse ichtbo e beschouwde pixe op oppevak Defaut waade zij 1 voo k c (costate) e 0 voo k (ieaie) e k q (kwadatische). glightf ( GL LIGHT0, GL CONSTANT ATTENUATION, 0. 0 ) ; glightf ( GL LIGHT0, GL LINEAR ATTENUATION, 0. 5 ) ; glightf ( GL LIGHT0, GL QUADRATIC ATTENUATION, 1. 0 ) ; vetex keu = emissie mateiaa Beekeig + ambiet ichtmode ambiet mateiaa + ( 1 1 i=0 k c+k d+k qd spoteffect )i 2 i [ ambieticht ambiet mateiaa + max(., 0) diffuus icht diffuus mateiaa + max(v., 0) shiiess specua icht specua mateiaa ] 1.0 bij cutoff geijk aa spoteffect = 0.0 vetex igt buite de kege max(.d, 0) a met d ichtig i

5 55 56 geabe (GL LIGHTING ) ; State dive geabe (GL AUTO NORMAL) ; /* geeatie omaavectoe */ geabe (GL NORMALIZE) ; /* omaisatie omaavectoe */ geabe (GL COLOR MATERIAL) ; /* gee specifieke mateiaaeig */ gcoomateia(gl FRONT,GL DIFFUSE) ; beekeig va keu va vetex: bijhoede omaavecto odig /* keu -> diffuse eig.*/ tusse ee gbegi e ged sequetie : bij eke vetex ee omaavecto specificee met de gnoma () fuctie. stadaad oppevakke (met gu- of gutfucties): OpeGL ka de odige omaavectoe automatisch geeee; omaavectoe kue best geomaiseed wode (egte geijk aa 1). Ipv. mateiaaeigeschappe kassieke keue (gcoo ) gebuike: gcoomateia: voo weke face (GL_FRONT of GL_BACK) kassieke keu as éé va de die types mateiaaeigeschappe (GL_AMBIENT, GL_DIFFUSE of GL_SPECULAR) gebuike. Gouaud shadig ee mee eaistische voosteig doo midde va itepoatietechieke N 1 N N 2 u N N 5 4 N v N x N y Bepaa voo ae vetices va ee patch va de mesh de gemiddede omaavecto: N u wodt beeked op basis va N 1, N 2, N 4 e N 5. Op dezefde maie wode de omaavectoe N v, N x e N z bepaad. Hieuit wode de itesiteite I u, I v, I x e I y beeked. Itesiteit I 5 i put 5 : ee ieaie itepoatie va de itesiteite I u e I v. Itesiteit I 6 : ee ieaie itepoatie va de itesiteite I x e I y. Tot sot wodt de itesiteit I 7 i put 7 beeked doo ee ieaie itepoatie va de itesiteite I 5 e I 6. Shadig shadig: het agoitmisch poces dat het beichtigsmode toepast op het gase oppevak i.p.v. éé eke put ee wiekeuig compex oppevak wodt doo ee gafisch systeem gemaipueed i de vom va ee mesh N 7 N 5 N 3 patches, de eemete va deze mesh, zij meetkudige vakke met tekes éé omaavecto N x vefije va de mesh geeft keiee patches zodat het compexe oppevak dichte beaded wodt, maa met ee gotee ekeitesiteit fat shadig: het beichtigsmode wodt pe patch sechts éé maa toegepast, omdat de omaavecto ove de gase patch costat bijft; de esuteede keuitesiteit wodt op de gase patch toegepast Phog shadig Gouaud shadig (itesity itepoatio suface edeig): op iveau va aasuitig va patches discotiuïteite i de itesiteite zichtbaa. omavecto itepoatio suface edeig: ipv. de itesiteite wode de omaavectoe geitepoeed: 1. bepaa voo ae vetices va het oppevak ee gemiddede omaavecto; 2. itepoee ieai de omaavectoe ove de patch; 3. beeke op ae pute op de sca-ij de itesiteit op basis va de geïtepoeede omaavectoe. OpeGL odesteut fat e Gouaud shadig: gshademode (GL FLAT) ; /* fat shadig */ gshademode (GL SMOOTH) ; /* Gouaud shadig */