ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Chiếu sáng và tạo bóng 1/14 C CC C C CC C H HH H H HH H I II I I II I E EE E E EE E Á ÁÁ Á Á ÁÁ Á U UU U U UU U S SS S S SS S A AA A A AA A Ù ÙÙ Ù Ù ÙÙ Ù N NN N N NN N G GG G G GG G V VV V V VV V A AA A A AA A Ø ØØ Ø Ø ØØ Ø T TT T T TT T A AA A A AA A Ï ÏÏ Ï Ï ÏÏ Ï O OO O O OO O B BB B B BB B O OO O O OO O Ù ÙÙ Ù Ù ÙÙ Ù N NN N N NN N G GG G G GG G I II I I II I L LL L L LL L L LL L L LL L U UU U U UU U M MM M M MM M I II I I II I N NN N N NN N A AA A A AA A T TT T T TT T I II I I II I O OO O O OO O N NN N N NN N A AA A A AA A N NN N N NN N D DD D D DD D S SS S S SS S H HH H H HH H A AA A A AA A D DD D D DD D I II I I II I N NN N N NN N G GG G G GG G L L i i g g h h t t s s o o u u r r c c e e I I l l l l u u m m i i n n a a t t i i o o n n S S h h a a d d i i n n g g ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Chiếu sáng và tạo bóng 2/14 T T h h u u a a ä ä t t n n g g ư ư õ õ d d u u ø ø n n g g t t r r o o n n g g C C o o m m p p u u t t e e r r g g r r a a p p h h i i c c s s • Illumination: sự chuyển tải dòng ánh sáng từ nguồn sáng đến các điểm trong không gian một cách trực tiếp hay gián tiếp. • Lighting: qui trình tính toán độ sáng phản xạ từ một đối tượng 3D. • Shading: qui trình gán một giá trò màu cho 1 pixel. L L i i g g h h t t s s o o u u r r c c e e ( ( L L S S ) ) • Các thuộc tính của nguồn sáng: ♦ Phổ phát sáng (màu sắc) ♦ Thuộc tính hình học (vò trí, hướng) ♦ Độ suy giảm đònh hướng • Nhìn thấy một vật thể = nhìn thấy ánh sáng đến từ các bề mặt của vật thể. • Ánh sáng này xuất phát từ các nguồn sáng khác nhau xung quanh vật thể. Nếu vật thể là trong suốt (không phản xạ) ta chỉ có thể thấy ánh sáng xuất phát từ các nguồn sáng nằm ngay sau vật thể. • Có 2 loại nguồn sáng cơ bản: ♦ Các nguồn tự phát sáng (mặt trời, các bóng đèn, ) ♦ Các nguồn sáng phản chiếu (các vật thể được chiếu sáng bởi các nguồn tự phát sáng như bức tường, gương, ). ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Chiếu sáng và tạo bóng 3/14 • Khi kích thước của nguồn sáng nhỏ so với kích thước của vật thể được chiếu sáng ta gọi nó là nguồn sáng điểm. • Các nguồn sáng không thuộc loại này được gọi là các nguồn sáng phân bố (ví dụ ngọn đèn nêon nằm ở gần vật thể). • Chúng ta sẽ chủ yếu xét bài toán tạo bóng với các nguồn sáng điểm. I I l l l l u u m m i i n n a a t t i i o o n n • Mục đích: ♦ Mô hình trong máy tính để mô phỏng …  Sự phát sáng tại các nguồn sáng  Sự tán xạ tại các bề mặt  Sự thu nhận tại camera (eye) ♦ Các điều mong đợi từ những mô hình này …  Đúng đắn, chính xác  Ngắn gọn, súc tích  Hiệu quả trong tính toán ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Chiếu sáng và tạo bóng 4/14 • Illumination gồm hai thành phần: ♦ Các nguồn sáng ♦ Đặc tính của các mặt trong cảnh  Phổ phản chiếu (màu)  Thuộc tính hình học (vò trí, hướng, cấu trúc vi mô)  Độ hấp thu • Một số giới hạn qui đònh bởi hầu hết các hệ đồ hoạ: ♦ Chỉ có direct illumination từ nguồn tự phát sáng đến các nguồn sáng phản chiếu. ♦ Bỏ qua thuộc tính hình học của các nguồn tự phát sáng. Chỉ quan tâm đến thuộc tính hình học của các nguồn sáng phản chiếu. Khi chưa qua Illumination Khi đã áp dụng Illumination ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Chiếu sáng và tạo bóng 5/14 N N g g u u o o à à n n s s a a ù ù n n g g x x u u n n g g q q u u a a n n h h ( ( A A m m b b i i e e n n t t L L S S ) ) • Ngay khi các đối tượng không được chiếu sáng trực tiếp, ta vẫn có thể nhìn thấy chúng. Nguyên nhân là đối tượng vẫn được chiếu sáng bởi ảnh sáng phản xạ từ các đối tượng gần nó theo khắp mọi hướng. Phương pháp thường dùng để mô hình loại ánh sáng này là dùng một nguồn sáng xung quanh. • Nguồn sáng xung quanh không có thuộc tính không gian cũng như hướng. Lượng ánh sáng xung quanh đến với mọi vật là như nhau. Ánh sáng xung quanh này có thể có màu sắc xác đònh. • Lượng ánh sáng xung quanh được phản xạ bởi một đối tượng độc lập với vò trí và hướng của nó trong không gian. Thuộc tính của các bề mặt thường được dùng để xác đònh lượng ánh sáng xung quanh được phản xạ này. N N g g u u o o à à n n s s a a ù ù n n g g đ đ ò ò n n h h h h ư ư ơ ơ ù ù n n g g ( ( D D i i r r e e c c t t i i o o n n a a l l L L S S ) ) • Tất cả các tia sáng từ nguồn sáng đònh hướng đều ssong nhau và không có tâm phát sáng (origin). Điều này có nghóa nguồn sáng đặt ở vô cực (Mặt trời là một ví dụ). . gương, ). ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Chiếu sáng và tạo bóng 3 /14 • Khi kích thước của nguồn sáng nhỏ so với kích thước của vật thể được chiếu sáng ta gọi nó là nguồn sáng điểm. •. trong tính toán ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Chiếu sáng và tạo bóng 4 /14 • Illumination gồm hai thành phần: ♦ Các nguồn sáng ♦ Đặc tính của các mặt trong cảnh  Phổ phản chiếu (màu) . tính hình học của các nguồn sáng phản chiếu. Khi chưa qua Illumination Khi đã áp dụng Illumination ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Chiếu sáng và tạo bóng 5 /14 N N g g u u o o à à n n s s a a ù ù n n g g x x u u n n g g q q u u a a n n h h ( ( A A m m b b i i e e n n t t L L S S ) ) •