Informatica grafica - modelli di illuminazione

Modelli di

illuminazione

Modelli di illuminazione locali

• modello di Lambert

• componente ambientale

• modello di Phong

Modelli di illuminazione globali

• tecnica di Ray Tracing

Modelli di illuminazione

Presupposto

La simulazione visiva di qualunque superficie



consiste principalmente nella determinazione

del colore da associare a ciascun punto delle

superfici stesse, in quanto l’assegnazione

indiscriminata di un solo colore uniforme

annullerebbe qualsiasi effetto di tridimensionalità

Il colore è il risultato dell’interazione tra la



luce e le proprietà intrinseche degli oggetti, o

meglio dei materiali che li costituiscono

Modelli di illuminazione

Descrizione

I modelli di illuminazione sono modelli matematici



più o meno semplificati, che descrivono l’interazione

tra la luce e gli oggetti di una scena

Si distinguono due categorie:

 i modelli di illuminazione locali considerano le



sorgenti di luce e gli oggetti della scena

indipendentemente dalla loro interazione reciproca

o con l’ambiente circostante

i modelli di illuminazione globali considerano



l’interazione tra luce e oggetti; rappresentano

fenomeni realistici come l’attenuazione della luce, la

riflessione e la rifrazione

Modello di Lambert

Descrizione

È il modello di illuminazione locale più semplice

 Descrive superfici perfettamente diffusive,



cioè scabre, prive di riflessioni speculari e bagliori

La luce è riflessa in tutte le direzioni, con intensità



proporzionale all’angolo ϴ compreso tra la

normale N e il vettore corrispondente alla

provenienza della luce

Modello di Lambert

Formulazione

ϴ → Angolo compreso tra la normale N e il vettore



corrispondente alla provenienza della luce

I(ϴ) → Intensità della luce riflessa, funzionale



all’angolo ϴ

II → Intensità della luce incidente la superficie

 ρd → Coefficiente di riflessione diffusa



(normalmente compreso tra 0 e 1)

I = I(ϴ) = II ρd cos(ϴ)

Modello di Lambert

Rappresentazione

La luce è riflessa con

intensità massima

nel punto in cui la N

normale e la

provenienza della luce II

coincidono, cioè ϴ

quando cos(ϴ) = 1 La luce è riflessa

con intensità

minima quando la

normale è

ortogonale alla

provenienza della

luce stessa, cioè

quando cos(ϴ) =

Componente di luce ambientale

Descrizione

Il modello di Lambert produce immagini molto



contrastate, cioè fortemente illuminate in

corrispondenza delle sorgenti di luce ma

decisamente scure altrove

La componente ambientale corrisponde a un



fattore di illuminazione costante, applicato

uniformemente alle superfici secondo un certo

grado di riflettività

Tale fattore è sommato alla formulazione dei



modelli di illuminazione locali

Componente di luce ambientale

Formulazione

IA → Intensità della luce ambientale

 ρA → Coefficiente di riflessione ambientale



(normalmente compreso tra 0 e 1)

... + IA ρA

Esempio (applica