Td5
l'éclairage, le Phong, le Gouraud
L'éclairage est l'intensité lumineuse d'un point ou
d'une face.Mots clées : Saturation, Phong, Gouraud, Flat Shading,Smooth, Lancer de rayons, Light maps, Projections, Ombres portées, Ombres douces, Brouillard.
Types de lampes
L'energie de la lumiére de la lampe est décomposée en 3 grandes parties distinctes.ambient = la lumiére environnante.
diffuse (due à des lampes) = éclairage direct.
spécular = les reflets.
Phong a dit le premier, que le coefficient de directivité des reflets, était égal à 1, ensuite il arrive ce qu'on appelle un "phénoméne de saturation".
L'oeil capte l'energie réémise par la surface en réaction à la lumiére. Celui ci lui renvoie des reflets de la couleur de la lampe (sauf cas particulier). La maniére de renvoyer ces reflets, dépens sur le shéma ci dessous de l'angle Beta.
Le calcul des intensités
On décompose encore chaque composante en 3 : Red Green Blue. Mais on supposera les lampes blanches pour l'exercice.Intensité ambiente = ka . couleur ambiante du point . Couleur de la lumiére ambiante.
Pour les suivants, plus l'angle diminue, plus la couleur est nulle, on ne tient pas compte de la distance et de l'atténuation à ce stade.
Intensité Diffuse = kd . couleur diffuse du point . Somme des intensités des 3 couleurs de la lampe . cos (N->, L->) (= cos (Alpha))
Intensité spéculaire = ks . couleur spéculaire du point (en général 1) . Somme des intensités des 3 couleurs de la lampe . cos (R->, S->) (= cos (Beta))
Eclairages omni et uni directionnels
Le soleil étant trés éloigné, il est considéré comme fournissant une lumiére "unidirectionnelle", puisque ses rayons semblent venir tous de la même direction.Une Lampe de bureau, plus petite, est "omnidirectionnelle" parce qu'elle diffuse dans plusieurs directions à la fois.
Même pour une lampe de bureau cependant, il existe plusieurs comportements.
Le lissage des surfaces
On lisse les ciels, les sphéres, et les facettes.On a le choix entre le lissage de Phong ( le plus compexe et le premier écrit), et l'interpolation Gouraud Shading (plus légére et adaptée au temps réél).
L'intensité lumineuse varie de maniére continue, mais les surfaces sont pleines d'arêtes et de pics. On calcule le milieu des triangles (la moyenne) et puis la normale qui part de ce centre...
N-> = Somme des N-> des 3 sommets.
On calcule aussi les 3 intensités lumineuses, et on en fait la moyenne.
Les 3 points du triangle partagent ainsi un sommet normalisé.
Les différents matériaux
La porcelaine a des reflets directifs, le plastique, des reflets larges, le cuivre renvoie quoi qu'il arrive des reflets jaunes quand on l'eclaire, le titane des reflets irisé... tous les matériaux sont répertoriés par propriétés.Les Ombres
Si un rayon tombe sur une arête, il est perdu... donc pour que toutes les surfaces soient touchées par les ombres, on calcule le milieu des arêtes, puis le milieu des triangles avec le milieu des arêtes, et là on applique l'ombre à la face. Si on veut que les ombres se détachent sur les faces de façon nette, on doit utiliser des faces dont la surface n'est pas trop vaste. De toutes les façons, on ne peut pas calculer le contour des ombres en temps réél, Ici, on à besoin du raytracing.
Soleil - Objet - Plan : on calcule la matrice de projection pour avoir le contour des angles.
Effet sur les contours d'occultations de l'objet. Jeu de diffraction.
Plu l'ombre est proche, plus elle est nette. Plus la source de lumiére est proche, plus l'ombre est nette.
Les ombres peuvent être déformées en fonction des terrains ou elles sont projettées. On peut les précalculer. La zone est prééclairée, et lors de la mise en place de la "vraie" lumiére, la réction est une multiplication de l'intensité courante. On peut ainsi donner des impressions de fondu, ou lever du jour accéléré, sans déplacer les lampes.
Précalcul de la Réverbération de Phong : Il existe aussi une technique dite par light-map qui prééclaire les surfaces, et fait effectuer un double texturing sur les surfaces ensuite, avec la texture de la surface, et la texture monochrome des ombres.
Le Brouillard
On n'éclaire pas pareil, 2 objets orientés de façon identiques, mais placés à des distances différentes.Le Brouillard sert à cacher des trucs qu'on a pas envie d'afficher, il est plutôt blanc, les brouillards noirs simulant plutôt l'obscurité.
C'est une atténuation calculée à partir de formules quadratiques, ce qui lui permet d'être plus active avec l'augmentation de la distance.
Les objects autoéclairés
Ce sont des objets qui semblent émettre de la lumiére par eux mêmes.Ils sont en fait déssinés par un hack. On leur donne une lumiére spéciale et intense dans leur matérial.
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