Técnicas de sombreado

Sombreado.

Es una región de oscuridad donde la luz es obstaculizada. Una sombra ocupa todo el espacio detrás de un objeto opaco con una fuente de luz frente a él. La sección eficaz de una sombra es una silueta bidimensional una proyección invertida del objeto que aspira la luz.

Existen grados intermedios de sombra y luz entre las superficies completamente iluminadas y la completa oscuridad: la penumbra.

Intensidad constante.

En ciertas condiciones, un objeto con superficies planas puede sombrearse en forma realista utilizando intensidades de superficie constantes. en el caso donde una superficie se expone solamente a la luz ambiente y no se aplican diseños, texturas o sombras de superficie, el sombreado constante genera un a representación exacta de la superficie. 

Una superficie curva que se representa como un conjunto de superficies planas puede sombrearse con intensidades de superficie constante, si los planos se subdividen la superficie se hace lo suficientemente pequeños.

La siguiente figura muestra un objeto modelado con sombreado constante.

Con este método, la intensidad se calcula en un punto interior de cada plano y toda la superficie se sombrea con la intensidad calculada.

Cuando la orientación entre planos adyacentes cambia en forma abrupta, la diferencia en intensidades de superficie puede producir unos efectos ásperos o irreales. Podemos alisar las discontinuidades de intensidad sobre cada superficie de acuerdo con algún esquema de interpolación.

Sombreado de Gouraud.

Este esquema de interpolación de intensidad, creado por Gouraud, elimina discontinuidades en intensidades entre planos adyacentes de la representación de una superficie variando en forma lineal la intensidad sobre cada plano de manera que lo valores de la intensidad concuerden en las fronteras del plano. en este método los valores de la intensidad a lo largo de cada línea de rastreo que atraviesan una superficie se interpolan a partir de las intensidades en los puntos de intersección de con la superficie.

La siguiente figura demuestra este esquema de interpolación.

Este proceso se repite con cada línea que pasa por el polígono. en este método de interpolación primero deben aproximarse las normales a la superficie en cada vértice de un polígono. esto se logra promediando las normales a la superficie para cada polígono que contiene el punto de vértice, como se muestra en la siguiente figura. Estos vectores normales de los vértices se utilizan entonces en el modelo de sombreado para generar los valores de intensidad de los vértices.

Un ejemplo de un objeto de sombreado con el método de Gouraud.

El sombreado de phong primero interpola los vectores normales en los puntos límite de una línea de rastreo. puede hacerse mejoras a los modelos de sombreado de gouraud determinando la normal aproximada a la superficie en cada punto a lo largo de una línea de rastreo y calculando después la intensidad mediante el uso del vector normal aproximado en ese punto. 

Conclusión

En conclusión una sombra ocupa todo el espacio detrás de un objeto opaco con una fuente de luz frente a él. La sección eficaz de una sombra es una silueta bidimensional una proyección invertida del objeto que aspira la luz.  Para las técnicas de sombreado, es posible computar vectores normales (vectores perpendiculares a otro vector), un conjunto de fuentes de luz y un observador, los modelos de luz e iluminación pueden aplicarse a cada punto de una superficie.

Bibliografía

http://sabia.tic.udc.es/gc/teoria/sombreado2/phong.htm

http://www.buenastareas.com/ensayos/Computacion-Grafica-Tecnicas-De-Sombreado-e/1156313.html

http://sabia.tic.udc.es/gc/teoria/sombreado2/phong.htm