Ray Tracing

1. Ray Tracing Anderson Tavares Bacharelado em Ciência da Computação Universidade Católica de Pelotas

2. Índice • Introdução • Sombra • Reflexão • Transparência • Iluminação • Iluminação – Difusa • Iluminação – Especular • Iluminação – Completa • DepthofField • Motion Blur • Penumbra • Reflexão Borrada • Translucência • Referências

3. Introdução • Simula a geometria ótica envolvida no trajeto dos raios de luz que viajam pelo espaço da cena • Normalmente, os raios de luz vindo dos objetos chegam aos nosso olhos. Por motivos computacionais, esse processo é feito ao contrário. Supostamente os raios que saem dos olhos do observador e que passam pela tela, percorrem a cena • Pintamos a tela com a cor do objeto mais próximo

4. Sombra • A inclusão de sombra com Ray Tracing é dada pelo cálculo de um vetor V em direção a luz partindo de um ponto. Se o vetor interseccionar com qualquer objeto da cena quer dizer que o ponto está na sombra e a luz do mesmo é diminuída, caso contrário ele está na luz • No exemplo, os pontos P1 e P2 geram os vetores V1 e V2 respectivamente. Ambos são projetos em direção a luz, e V1 chega até a luz, mas V2 é obstruído por um objeto

5. Exemplo - Sombra

6. Reflexão • Um raio de luz atingindo a superfície, e é refletido segundo a lei da ótica que diz que o raio é refletido na mesma direção que incidiu sobre a superfície. Assim podemos visualizar como se um novo raio fosse lançado a partir desse ponto, só que na direção da reflexão. Esse ponto será calculado a partir do raio refletido

7. Exemplo - Reflexão

8. Transparência • Desvio gerado pela penetração da luz no objeto. O cálculo de refração leva em consideração a Lei da Refração, que determina que um raio de luz sempre sofre um desvio na sua trajetória quando transita por meios com densidades diferentes • Objetos transparente funcionam como filtros. Por exemplo um objeto verde é iluminado por uma fonte de luz, deixar passar apenas luz verde, absorvendo os componentes vermelho e azul

9. Exemplo - Transparência

10. Iluminação • O cálculo da interação da luz com a cena ainda é um grande problema. Ainda não existe um modelo computacional que consiga descrever perfeitamente esse fenômeno • Existem vários modelo, exemplo o de Phong, constituído de 3 componentes de iluminação: ambiente, difusa e especular

11. Iluminação - Difusa • Se a superfície é perfeitamente difusa, ela reflete igualmente em todas as direções. • Depende da cor do objeto e a posição da luz. • Acontece quando a superfície do objeto é opaca ou escura. • Cria um efeito degrade no objeto.

12. Iluminação - Especular • A superfície aparecerá brilhante para uma única direção do observador, as demais permaneceram escuras

13. Iluminação - Completa

14. Depthof Field • Efeito que considera somente os objetos que estão focalizados estão no plano de focalização Depthof Field

15. Motion Blur • Essa técnica consiste em dar a cena um efeito semelhante ao de uma fotografia com objetos em movimento • Objeto fotografado em movimento parece desfocado ou embaçado • Considera a velocidade do objeto no momento que está sendo fotografado Motion Blur

16. Penumbra • Fonte de luz é parcialmente obstruída • O cálculo de penumbra, os raios secundários devem ser distribuídos e lançados de acordo com a área relativa da fonte de luz Penumbra

17. Reflexão Borrada • O efeito de reflexão borrada(blurryreflection) é obtido com a distribuição dos raios de reflexão sobre a direção de reflexão. Com Blurry Reflection Sem Blurry Reflection

18. Translucência • Os raios devem ser distribuídos de acordo com a direção principal da luz transmitida. Tal distribuição é definida pela função de transmissão especular. Ray Tracing- Translucência

19. Referências • http://www.tecmundo.com.br • http://www.visgraf.impa.br • http://www.ufrgs.br