Ray Tracing

Anderson Tavares

Bacharelado em Ciência da Computação

Universidade Católica de Pelotas

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Índice Introdução Sombra Reflexão Transparência Iluminação Iluminação – Difusa Iluminação –

Especular Iluminação – Completa Depth of Field Motion Blur

Penumbra Reflexão Borrada Translucência Referências

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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

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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

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Exemplo - Sombra

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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

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Exemplo - Reflexão

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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

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Exemplo - Transparência

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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

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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.

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Iluminação - Especular A superfície aparecerá brilhante para uma única direção

do observador, as demais permaneceram escuras

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Iluminação - Completa

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Depth of Field Efeito que considera somente os objetos que estão

focalizados estão no plano de focalização

Depth of Field

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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

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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

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Reflexão Borrada O efeito de reflexão borrada(blurry reflection) é obtido com a

distribuição dos raios de reflexão sobre a direção de reflexão.

Com Blurry ReflectionSem Blurry Reflection

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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

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Referênciashttp://www.tecmundo.com.brhttp://www.visgraf.impa.brhttp://www.ufrgs.br