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5/9/2018 Microsoft Power Point - 2011 Visualizacion Realista - slidepdf.com
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Fundamentos Teóricos deVisualización por Computador
VISUALIZACIÓN REALISTA
El Proceso de Trabajo
Elementos a utilizar:
– GEOMETRÍA
– LUZ
– TIEMPO
El Proceso de Trabajo
GEOMETRÍA
• Forma
• Tamaño
• Complejidad
• Estructura
El Proceso de Trabajo
LUZ
• Apariencia de los objetos
• Iluminación
• Perspectiva
• Ambiente
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El Proceso de Trabajo
TIEMPO
• Acción
• Interacción
El Proceso de Trabajo
TIEMPO
LUZ
GEOMETRÍA MODELADO
REALISMO
ANIMACIÓN
Realismo- Visualización Realista
REALISMO:
Reproducción del comportamiento de la luz al incidir en los objetos para obtener un resultado en forma de imágenes donde se aprecien los rasgos visuales de los materiales, tales como color, textura y transparencia, así como su integración en el entorno (sombras, atmósfera, etc.)
Los pasos a seguir para obtener la v isualización realista de un modelo serán:
1.- Asignación de las características visuales de los materiales
2.- Asignación de las propiedades de la escena
3.- Elección de parámetros de rendering (proceso de cálculo de imágenes)
4.- Ejecución del proceso de cálculo de la imagen
Realismo- Visualización Realista
INTERACCIÓN LUZ-OBJETO
Fenómenos posibles :
- Reflexión- Absorción- Transmisión
- Refracción
- Dispersión- Difracción- Interferencia- Polarización
•
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Realismo- Visualización Realista
INTERACCIÓN LUZ-OBJETO
Fenómenos posibles :
- Reflexión- Absorción- Transmisión
- Refracción
Realismo- Visualización Realista
INTERACCIÓN LUZ-OBJETO
Otros fenómenosposibles :
- Dispersión- Difracción- Interferencia- Polarización
Visualización Realista
INTERACCIÓN LUZ-OBJETO
Visualización Realista
INTERACCIÓN LUZ-OBJETO - REFLEXIÓN
Reflexión perfectamente especular(Fresnel)
Reflexión perfectamente difusa(Lambert)
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Visualización Realista
INTERACCIÓN LUZ-OBJETO
Reflexión especular imperfecta
Visualización Realista
INTERACCIÓN LUZ-OBJETO
Visualización Realista
INTERACCIÓN LUZ-OBJETO
Reflexión especular imperfecta. Modelo de Phong
θ
R
Sα
N
θ
I e
I s
α n
ses K I I cos=
Visualización Realista
PROCEDENCIA DE LA LUZ
- Emisores de energía luminosa que incide de forma directa en el objeto de
estudio.
- En visualización 3D se usan modelos teóricos simplificados de las fuentesde luz del mundo real
• FUENTES DE LUZ
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Visualización Realista
PROCEDENCIA DE LA LUZ
- Modelo digital común.
• FUENTES DE LUZ
),,( bgr I I I I =
Visualización Realista
PROCEDENCIA DE LA LUZ
- Luminarias reales
• FUENTES DE LUZ
Visualización Realista
PROCEDENCIA DE LA LUZ
- Luminarias reales
• FUENTES DE LUZ
Malla fotométrica
Visualización Realista
PROCEDENCIA DE LA LUZ
• LUZ AMBIENTE- Valor que simula la luz que llega a un objeto procedente delresto de los objetos de la escena y de la atmósfera, reflejadapor ellos de forma difusa.
- Corresponde a un concepto que emula de forma muysimplificada un fenómeno de gran complejidad.
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Visualización Realista
METODOS LOCALES Y GLOBALES DE ILUMINACIÓN
• MÉTODOS LOCALES
- Solo tienen en cuenta la luz que incide de forma directa sobreun punto del objeto procedente de las fuentes de luz.
- Las interreflexiones de luz entre objetos se sustituyen por unúnico valor de luz ambiente.
- Constituyen el núcleo de cualquier programa de visualizaciónrealista. (Sombreado plano. Método de Gouraud. Método dePhong)
Visualización Realista
METODOS LOCALES Y GLOBALES DE ILUMINACIÓN
- Consideran tanto la luz incidente en los objetos procedente de las fuentes deluz como la luz reflejada por otros objetos
- Por reflexión especular (Trazado de Rayos)(El valor de luz ambiente se limita a las interreflexiones difusas)
- Por reflexión difusa (Método de Radiosidad -Radiosity - )
(No utiliza el factor de luz ambiente, no considera reflexiones especulares)
- Métodos estocásticos (radiosidad por Monte-Carlo, mapas de fotones, caústicas)
- Métodos mixtos
• METODOS GLOBALES
Visualización Realista
UN MODELO GENERAL DE ILUMINACIÓN LOCAL
Para un punto dado en la superficie del objeto, se obtiene laintensidad de luz reflejada por el mismo como la suma de:
Iluminación asociada al objeto :
- Intensidad reflejada de la luz Ambiente- Intensidad transmitida por el objeto (transparencia)
Y para cada fuente de luz presente en la escena :
- Intensidad reflejada de forma difusa
- Intensidad reflejada de forma especularAmbiente
Difusa
Especular
Visualización Realista
UN MODELO GENERAL DE ILUMINACIÓN LOCAL
Sumando todos los términos:
∑= +++=
m
j j
n
s jd
l
t T aa K K d f
I
K I K I I
j
1)coscos()( α θ
Ecuación fundamental.
Implementada en hardware ha hecho posible la animación en tiemporeal, su resolución constituye el núcleo de proceso de una tarjetaaceleradora de gráficos.
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Visualización Realista
MATERIALES
CARACTERÍSTICAS GLOBALES DEL MATERIAL
• COLOR – LA LUZ
Visualización Realista
MATERIALES
CARACTERÍSTICAS GLOBALES DEL MATERIAL
• COLOR – VISIÓN DEL COLOR
Visualización Realista
MATERIALES
CARACTERÍSTICAS GLOBALES DEL MATERIAL
• COLOR – LA PERCEPCIÓN DEL COLOR
Visualización Realista
MATERIALES
CARACTERÍSTICAS GLOBALES DEL MATERIAL
• COLOR – LA PERCEPCIÓN DEL COLOR
- Ley de la Gestalt de la constancia del tono
La percepción del color de un elemento conocido se mantiene independientemente de latonalidad con que se muestra.
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Visualización Realista
MATERIALES
CARACTERÍSTICAS GLOBALES DEL MATERIAL
• COLOR – LA PERCEPCIÓN DEL COLOR
- Ley de la Gestalt de la constancia del tono
La percepción del color de un elemento conocido se mantiene independientemente de latonalidad y brillo con que se muestra.
Visualización Realista
MATERIALES
CARACTERÍSTICAS GLOBALES DEL MATERIAL
• COLOR – LA PERCEPCIÓN DEL COLOR
- Ley de la Gestalt de la constancia del tono
La percepción del color de un elemento conocido se mantiene independientemente de latonalidad y brillo con que se muestra.
Visualización Realista
MATERIALES
CARACTERÍSTICAS GLOBALES DEL MATERIAL
• COLOR – EL ESTÁNDAR CIE
Visualización Realista
MATERIALES
CARACTERÍSTICAS GLOBALES DEL MATERIAL
• COLOR – EL ESPACIO RGB
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Visualización Realista
MATERIALES
CARACTERÍSTICAS GLOBALES DEL MATERIAL
• COLOR – EL ESPACIO CMY
CMY+Negro=CMYK
Visualización Realista
MATERIALES
CARACTERÍSTICAS GLOBALES DEL MATERIAL
• COLOR – EL ESPACIO HSB (o HLS)
Visualización Realista
MATERIALES
CARACTERÍSTICAS GLOBALES DEL MATERIAL
• COLOR- Reflexión difusa
Definido por sus componentes:
- Roja, Verde y Azul (suma aditiva)- Matiz, Luminosidad y Saturación
θ cosd Ld K I I =
),,( bgr I I I I =
),,(dBdGdRd
k k k K =
d K
d I
∑=
+++=
m
j
j
n
s jd
L
t T a A K K d f
I K I K I I
j
1
)coscos()(
α θ
L I
Visualización Realista
MATERIALES
CARACTERÍSTICAS GLOBALES DEL MATERIAL
• COLOR- Respuesta a la luz ambiente
Definido por sus componentes:
- Roja, Verde y Azul (suma aditiva)- Matiz, Luminosidad y Saturación
a AaK I I =
aK
a I
),,(aBaGaRa
k k k K =
∑=
+++=
m
j
j
n
s jd
L
t T a A K K d f
I K I K I I
j
1
)coscos()(
α θ
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MATERIALES
• TRANSPARENCIA K t = 0 K t = 0.5 K t = 0.75 K t = 0.9 K t = 1
t K
t T t k I I =
t I T I
∑=
+++=
m
j
j
n
s jd
L
t T a A K K d f
I K I K I I
j
1
)coscos()(
α θ
Visualización Realista
• BRILLO. Reflexión especular
Ks= 0 Ks= 0.25 Ks= 0.5 Ks= 0.75 Ks= 1
n =1
1/n =1
n =1.3
1/n = 0.77
n = 2
1/n = 0.5
n = 4
1/n = 0.25
n = ∞
1/ n = 0
α n
s Ls K I I cos=
sK
s I
L I
∑=
+++=m
j
j
n
s jd
L
t T a A K K d f
I K I K I I j
1
)coscos()(
α θ
Visualización Realista
• REFRACCIÓN
(Solo accesible mediante el método global de trazado de rayos)
r = 0.9 r = 0.95 r = 1 r = 1.05 r = 1.1
Visualización Realista
CARACTERÍSTICAS LOCALES. TEXTURAS
• TEXTURAS PROCEDURALESResultado de aplicar una función matemática de variación de colorsobre la superficie del objeto.
Función de ruido Función periódicaFunción fractal
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Visualización Realista
MAPAS DE TEXTURA.La variación de las características superficiales se basa en una imagende referencia, que puede modificar cualquier característica del material.
Color Tr anspar encia Brillo Espec ular idad
Resal to Autoi luminación Ref lejo Combinación
Visualización Realista
MAPAS DE TEXTURA . PROYECCIÓN
Es necesario indicar la orientación y forma de proyección de la imagende referencia respecto al objeto
Plana Cilíndrica Esférica
Ajustada a la geometría
Visualización Realista
MAPAS DE TEXTURA . ESCALADO, ORIENTACIÓN, REPETICIÓN
Giro Escalado
Etiqueta y mosaico
Visualización Realista
MAPAS DE TEXTURA . EJEMPLOS DE APLICACIÓN
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OTRAS CARACTERÍSTICAS SUPERFICIALESORIENTACIÓN DE NORMALES
Objeto “fachada” Modelo completo
Orientación adecuada de normales Orientación inadecuada de normales
Visualización Realista
LA ESCENA. LUCES
FUENTES DE LUZ
Modelos que simulan de manera simplificada los múltiples tiposde fuentes de luz presentes en el mundo real, mediante tres tiposprincipales:
- Luces puntuales- Luces dirigidas- Focos
LUZ AMBIENTE
Se define para toda la escena, indicando el valor de su
intensidad (en R,G,B)
Visualización Realista
LUCES PUNTUALES
Se definen indicando:
- Ubicación (1 Punto)
- Intensidad RGB
- Atenuación o Alcance
Visualización Realista
LUCES DIRIGIDAS
Haz de rayos paralelos que actúasobre toda la escena (Sol).Se definen indicando :
- Dirección de los rayos(2 puntos, dirección odatos astronómicos)
- Intensidad RGB
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Visualización Realista
FOCOS
Se definen indicando:
- Ubicación
- Dirección de iluminación
- Cono de intensidad máxima
- Cono de penumbra
- Atenuación- Sobrealcance (Overshoot )
Visualización Realista
SOMBRAS
- Una fuente de luz puede o no producir
sombras, según se desee
- Puede habilitarse o inhabilitarse la
presencia de sombras para toda la
escena en su conjunto.
Existen dos formas de cálculo:- Por mapa de sombras
(rápido, poco preciso, sombras suaves)
- Por trazado de rayos
(lento, muy preciso, sombras duras)
Sombras por trazado de rayos
Mapa de sombras
Visualización Realista
LA ESCENA. CÁMARAS
Conjunto de parámetros que definen la forma en que el modelo ha de serobservado para obtener la imagen final.
Ubicación de la cámara: Punto delespacio en el que se encuentra situada.Motivo: Punto del espacio al que lacámara apunta, y que define con ella unvector que marca la dirección y el sentidode observación.Zoom : Amplitud del campo abarcado enla vistaTwist : Angulo de giro lateral respecto a lavisual.Planos de corte : Frontal y posterior,delimitan la zona a visualizar.
Visualización Realista
LA ESCENA. OTRAS CARACTERÍSTICAS
ATMÓSFERA
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Visualización Realista
LA ESCENA. OTRAS CARACTERÍSTICAS
FONDOS
Visualización Realista
LA ESCENA. OTRAS CARACTERÍSTICAS
FONDOS CÍCLICOS
Visualización Realista
LA ESCENA. OTRAS CARACTERÍSTICAS
FONDOS CÍCLICOS
Visualización Realista
LA ELECCIÓN DEL MÉTODO DE RÉNDERING
MÉTODOS LOCALESMÉTODOS LOCALES
Sombreado plano:
- Se obtiene un valor de iluminación paracada polígono de la geometría.- Evidencia la teselización de la geometría
- Método de rendering para trabajo
Sombreado Plano
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Visualización Realista
LA ELECCIÓN DEL MÉTODO DE RÉNDERING MÉTODOS LOCALES
Método de Gouraud:- Se obtiene un valor de iluminación paracada vértice de la geometría.- Los valores de la iluminación en elinterior de cada polígono resultan de lainterpolación entre los valores de losvértices
Gouraud
Visualización Realista
LA ELECCIÓN DEL MÉTODO DE RÉNDERING MÉTODOS LOCALES
Método de Phong:- Se obtiene un valor deiluminación para cada punto decada polígono, obtenido usando unanormal interpolada entre las de losvértices.- Único método local que permiteobtener sombras arrojadas y brillosprecisos
Phong
Visualización Realista
Métodos locales de iluminación:
Fuentes de luz artificialesLuz solar
Luz reflejada por otros objetos Luz Ambiente
∑=
+
+
++=
m
j
j
n
s jd
l
t T aak k
K d
I k I k I I j
1
)( α θ coscos
Modelo de reflexión especular imperfecta. Modelo de Phong
LA ELECCIÓN DEL MÉTODO DE RÉNDERING
Métodos globales de iluminación:
Fuentes de luz artificialesLuz solar
Luz reflejada por otros objetos
- Toda luz que llega a un objeto procede de la emisión de una fuente, de una reflexión difusa o de una reflexión especular
-Toda luz que parte de un objeto surge de su propia emisión,de una reflexión difusa o de una reflexión especular.
Visualización Realista
LA ELECCIÓN DEL MÉTODO DE RÉNDERING
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Formas de reflexión bidireccional
Especular – Especular (EE)Difusa – Difusa (DD)Difusa – Especular (DE)Especular – Difusa (ED)
- Toda luz que llega a un objeto procede de la emisión de una fuente, de una reflexión difusa o de una reflexión especular
-Toda luz que parte de un objeto surge de su propia emisión,de una reflexión difusa o de una reflexión especular.
Visualización Realista
Métodos globales
Formas de reflexión bidireccional
Especular – EspecularDifusa – EspecularDifusa – DifusaEspecular – Difusa
Trazado de rayos
Métodos globales
Visualización Realista
Formas de reflexión bidireccional
Especular – EspecularDifusa – EspecularDifusa – Difusa
Especular - Difusa
Radiosidad
Métodos globales
Visualización Realista
Formas de reflexión bidireccional
Especular – EspecularDifusa – EspecularDifusa – Difusa
Especular - Difusa
Radiosidad
Métodos globales
Visualización Realista
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Formas de reflexión bidireccional
Especular – EspecularDifusa – EspecularDifusa – DifusaEspecular - Difusa Mapas de fotones
Métodos globales
Visualización Realista
Métodos mixtos
Radiosidad + Trazado de rayos
Simulan la absorción, reflexión (EE-DE-DD),transparencia, y refracción
Métodos globales
Visualización Realista
Métodos mixtos
Trazado de rayos + Mapas de fotones
Simulan la absorción, reflexión (EE-DE-DD-DE), ,
transparencia, refracción, dispersión (translucencia)y caústicas
Métodos globales
Visualización Realista Visualización Realista
MÉTODOS GLOBALES
Trazado de Rayos (Ray-Tracing ):Seguimiento de los rayos visuales que, partiendo del espectador se dirigen a laescena, generando nuevos rayos visuales tras los reflejos y refracciones en losobjetos.
Trazado directo de rayos Trazado inverso de rayos
l1
r 1
r 2
d 1
d 2
cuerpo reflectante
cuerpo reflectante / difractante
observador r 1
r 2
d 1d 2
superficie 1
observador
v
r 3
d 3
superficie 2
superficie 3
sensor de sombra
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Visualización Realista
MÉTODOS GLOBALES - Trazado de Rayos
Permite obtener reflejos muy precisos, refracciones, sombras detalladas yotros efectos ópticos.
∑=
+++++=
m
j
j
n
js jd
l
t T R Raa K K d f
I K I K I K I I
j
1
)coscos()(
α θ
Modelo de Witthed
Visualización Realista
MÉTODOS GLOBALES
Trazado de Rayos:
Visualización Realista
MÉTODOS GLOBALES
Método de Radiosidad (Radiosity ):Cálculo de la interreflexión difusa de la luz entre los elementos de la escena.Permite obtener iluminación indirecta. No requiere el uso del término de luzambiente
Visualización Realista
MÉTODOS GLOBALESMétodo de Radiosidad (Radiosity ):División de la malla en elementos mas pequeños. Análisis de la cantidad deenergía radiada (radiancia) reflejada de forma difusa por un elemento, quellega a cada uno de los otros elementos de la escena.Permite obtener iluminación indirecta de los objetos. Una vez realizado elcálculo es valido para cualquier punto de vista, mientras no se modifique la
posición de las luces ni de los objetos.
ij j
n
j
diii F I K E I 1
∑=
+=
i= 1,...,n
n ji AF I K A E A I j ji j
n
j
diiiii ...,,1,
1
=+= ∑=
I i , I j radiancia de los elementos Pi , P j
E i intensidad de emisión por unidad de área
K di coeficiente de reflexión del elemento i-ésimo
F ji fracción de la energía que abandona A j y llega a Ai.
Suele denominarse factor de forma. Se demuestra que F ij Ai = F ji A j
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Visualización Realista
MÉTODOS GLOBALES
Método de Radiosidad (Radiosity ):
- Malla energética
MÉTODOS GLOBALES
Mapas de fotones
Visualización Realista
- Henrik Wann Jensen 1996
-Simula el transporte de fotones individuales
-Los fotones son emitidos por las fuentes de luz
- Los fotones rebotan en las superficies especulares y sedepositan en las difusas
- La información se almacena en una estructurade datos 3D( Mapa de fotones)
-Los fotones se recolectan usando path-tracing desde lacámara
-La irradiancia en un punto se obtiene estimandolos fotonesen torno a ese punto
MÉTODOS GLOBALES
Mapas de fotones
Visualización Realista
MÉTODOS GLOBALES
Mapas de fotones. Final Garthering
Visualización Realista
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Visualización Realista
MÉTODOS GLOBALES
Métodos Mixtos :Radiosidad + Trazado de rayos: Cálculo de la imagen (excepto reflejos)mediante el método de Radiosidad. Postproceso por Trazado de Rayos para elcálculo de reflejos (y opcionalmente, sombras arrojadas).
Visualización Realista
MÉTODOS GLOBALESMétodos Mixtos:
Radiosidad + Trazado de rayos
Visualización Realista
MÉTODOS GLOBALES
Métodos Mixtos : Métodos mixtosTrazado de rayos + Mapas de fotones
Simulan la absorción, reflexión (EE-DE-DD-DE), ,transparencia, refracción y caústicas
MÉTODOS GLOBALES
Otras consideraciones
Visualización Realista
Fuentes de luz
Consideraciones de iluminación
- Color: RGB o espectral-Intensidad:
-Uso de magnitudes físicas:-Intensidad (cd)-Flujo luminoso (lm)-Luminancia (lux)
-Uso de formatos comerciales de lámparas
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MÉTODOS GLOBALES
Otras consideraciones
Visualización Realista
Control de tono
Requerimiento de ajuste de pupila (brillo)
Cálculo de Imágenes
EJECUCIÓN DEL PROCESO
Realizada íntegramente por el ordenador en función de los datos indicados.
RENDERING IN PROCESS ........RENDERING IN PROCESS ........RENDERING IN PROCESS ........RENDERING IN PROCESS ........
Instantáneo ... segundos ... minutos ... horas
EL PIPELINE GRÁFICO
Número de vértices
Complejidad de laanimación
Distribución espacialde la geometría
Número de polígonos
Número de luces
Orientación delas normales
Resolución de la imagen
Textur as
Algoritmo de cálculode sombras
Parámetros de
antialiasing
Metodo de iluminación
Preparación dela escena
Transformaciones
perspectivas
Test de
visibilidad
Iluminación
Filtrado de carasposteriores
Corte depolígonos
Rasterizado
Eliminación d esuperficies ocultas
Cálculo delcolor
Cálculo desombras arrojadas
Antialiasing
Imagen final
R E N D E R I
N G P I P E L I N E
Número de objetos
ARIABLES
Distribución espacialde la geometría
Test de
visibilidad
Número de objetos
P2
V2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
P9
P10
P11
P1
V4
V3
V6
V5
V7
V8
V9
V10
V11
V12
APL
FIL
DIB
Cálculo de Imágenes
EJECUCIÓN DEL PROCESOPROCESOS SOBRE LA GEOMETRÍA (FIL)
Transformaciones perspectivas
Espacio cartesiano (3D) Espacio Vista (3D) Espacio Pantalla (2D)
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Cálculo de Imágenes
EJECUCIÓN DEL PROCESO
PROCESOS SOBRE LA GEOMETRÍA (APP-CULL)
Test de visibilidad:
Eliminación de objetos o polígonos fuera del campo visual.
1
2
3
4
* Por facili dad de dibujo, los objetos no se muestran deformados por la transformación perspect iva
Cálculo de Imágenes
EJECUCIÓN DEL PROCESO
PROCESOS SOBRE LA GEOMETRÍA (FIL)
. Filtrado de normales (backface culling). Filtrado de superficies cuya normal se aleja del observador.
* Por facilid ad de dibujo, los objetos no se muestran deformados por la transformación perspectiva
Cálculo de Imágenes
EJECUCIÓN DEL PROCESO
PROCESOS SOBRE LA GEOMETRÍA (FIL)
. Corte de polígonos (polygon clipping)
Objetos deformados por la transformación perspectiva en espacio vista
El proceso se realiza sobre los objetos proyectados enespacio imagen
Cálculo de Imágenes
EJECUCIÓN DEL PROCESO
PROCESOS SOBRE LA GEOMETRÍA (DIB )
Rasterizado Barrido de la imagen línea a líneaEn cada línea, y para cada triángulo, determinación del segmento visible
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Cálculo de Imágenes
EJECUCIÓN DEL PROCESOPROCESOS SOBRE LA GEOMETRÍA (DIB )
Eliminación de superficies ocultas. Se genera un Z-buffer mediante el calculo para cada pixel de
. Distancia de cada superficie al observador.
. Comparación con la mas cercana de las ya calculadas
. Almacenamiento de la superficie más cercana resultante.
Cálculo de Imágenes
EJECUCIÓN DEL PROCESOPROCESOS SOBRE LA GEOMETRÍA (DIB )
Framebuffer Z - Buffer
Cálculo de ImágenesCálculo de Imágenes
EJECUCIÓN DEL PROCESOPROCESOS SOBRE LA GEOMETRÍA (DIB )
Asignación del color, en función de las características de:Los materiales de los objetosLa iluminaciónLa escenaEl método de renderingLa profundidad de pixel (nº de colores) del fichero de salida.
Cálculo de Imágenes
EJECUCIÓN DEL PROCESO
PROCESOS SOBRE LA GEOMETRÍA (DIB )
CÁLCULO DE SOMBRAS ARROJADAS. Creación de un segundo z-buffer para la obtención
de mapas de sombra.. Trazado de rayos de sombra
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Cálculo de Imágenes
EJECUCIÓN DEL PROCESO
PROCESOS SOBRE LA IMAGEN (DIB )
. Incorporación de fondos.
Cálculo de Imágenes
EJECUCIÓN DEL PROCESOPROCESOS SOBRE LA IMAGEN (DIB )
.Antialiasing
Animación
ANIMACIÓN
Animación
DEFINICIÓN
Representación por computador de modelos tridimensionales insertos en un entorno virtual, donde las características que definen al entorno y al modelo varían en el tiempo. Dicha representación se obtiene mediante la presentación sucesiva de imágenes estáticas.
Ejemplos de animación 3D
Representación de: Características que varían:Un motor en movimiento Posición/Orientación de los objetosCrecimiento de un árbol Geometría de los objetosEncendido de unas luces IluminaciónRecorrido a lo largo de un edificio CámaraAparición de niebla Ambiente
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Animación
ANIMACIÓN 3D. TÉRMINOLOGÍA
Fotograma (Frame):Cada una de las imágenes que una vez ensambladas generan una secuencia.
Animación :Secuencia o conjunto de secuencias enlazadas.
Cámara (Camera):Punto de vista del observador.
Motivo (Target):Lugar al que apunta la cámara.
Recorridos (Paths):Trayectorias seguidas por:
. La cámara.
. El motivo.
. Los objetos
. Las luces, etc.a lo largo de una secuencia.
Animación
SUCESOS ANIMABLES
- MOVIMIENTOSMovimientos de cámara:
Posición de la cámara.Posición del motivo.Giro respecto al eje de visión.
Movimientos de los objetos.Movimientos de las luces.
- MODIFICACIONES EN LAS CARACTERÍSTICAS
De la cámara De las luces De los objetos Del ambienteZoom Intensidad Geometría AtmósferaPlano de corte Color Material Fondo animado
Dirección Coord. TexturaConos (SL)Atenuación
Animación
MÉTODOS DE ANIMACIÓN
Los parámetros anteriores pueden variarse usando tres tipos de métodoso técnicas de animación:
• TRADICIONALES
• PROCEDURALES
• INPUT / OUTPUT
Animación
Parámetros animables Comandos de animación Método de animación
Transformaciones:
Modelosluces
cámarasondas
Claves de escalado,rotación y traslaciónClaves de libreríaAnimación de recorridosAnimación de trayectoriasTraslaciones explícitas
Tradicional
Limitaciones (constraints )ExpresionesEfectos a medidaCinemática inversaDinámicas
Procedural
Canales de entrada/salida Grabación/control
Formas/animación de cluster
Deformación de celosíasDeformación de splines Deformación de parchesExpresionesEfectos de formaEnvolventes flexibles
Deformaciones:
Aplicado soloa modelos
Canales de entrada/salida Grabación/control
Tradicional
Procedural
Otros parámetros:
Aplicado a modelos,luces, cámaras, ondas,
materiales,texturas 2D y 3D
Animación de fotogramas claveClaves de librería
ExpresionesEfectos a medida
Tradicional
Procedural
Canales de entrada/salida Grabación/control
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Animación
MÉTODOS DE ANIMACIÓN
• TRADICIONALES
En los métodos clásicos, las transformaciones, deformaciones y otrosparámetros se animan estableciendo las características de las luces, cámaras,objetos, etc. en ciertos fotogramas clave (keyframing ), o definiendo trayectorias.
Trayectorias
Keyframing
Animación
MÉTODOS DE ANIMACIÓN
• PROCEDURALES
En este tipo de técnicas las variaciones son calculadas por el programade acuerdo a ciertas funciones o procedimientos, (simulación de propiedadesfísicas, explosiones, bandadas de pájaros, etc.)
Animación
MÉTODOS DE ANIMACIÓN
• INPUT/OUTPUT
En estos métodos, los datos que definen la animación son introducidosy/o grabados en tiempo real desde dispositivos externos (captura demovimientos, sistemas de realidad virtual, etc.)
Animación
CONSTRUCCIÓN DE UNA ANIMACIÓN IConstrucción de una secuencia.
- Definición de los parámetros iniciales:Posiciones iniciales y características:
. De la cámara, motivo, luces, objetos, etc...- Número de fotogramas de la secuencia.
- Definición de variaciones a lo largo de la secuencia.- Establecimiento de parámetros de calidad y finalidad de las imágenes.. Modo de rendering.. Resolución. (PAL=720x576). Alpha Channel . Frame / Fields
... EJECUCIÓN DEL CALCULO DE LOS FOTOGRAMAS
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Animación
CONSTRUCCIÓN DE UNA ANIMACIÓN II
Postproducción:
- Compilación de fotogramas en formato multimedia para proyeccióndesde ordenador.
(AVI, MPG, MOV, RM, ...)
- Edición desde sistema no lineal. Montaje de las secuencias:- Transiciones:
. Al corte
. Fundidos
. Disoluciones
. .....- Incorporación de banda sonora
- Grabación en formato video en un grabador externo.(Betacam SP, DVCam, DVD etc.) para calidad broadcast.
Animación
EQUIPAMIENTO NECESARIO SOBRE ORDENADORES PERSONALES
Modelado
PC
Sistemasentradade datos Almacén Edición vídeo
PC
Capturavídeo
Salidavídeo
Batería de cálculo
PC PC PC …. PC PC PC PC