jueves, 4 de diciembre de 2014
PROYECTO:
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miércoles, 3 de diciembre de 2014
5.3. ANIMACIÓN POR COMPUTADORA
La animación es la
simulación de un movimiento, creada por una serie de imágenes o cuadros. La
animación por computadora se puede definir como un formato de presentación de
información digital en movimiento a través de una secuencia de imágenes o
cuadros creadas o generadas por la computadora.
Características de la
Animación 3D
La animación por computadora
permite crear escena “realmente” tridimensionales, en una escena animada por
computadora es posible cambiar el ángulo de la cámara y ver otra parte de la
escena. Se pueden reutilizar partes de la animación por separado.
Una animación se ve más
realista si variamos el peso y el tamaño de los objetos. Para cambiar el peso
es necesario cambiar el tiempo que tarda en moverse. Mientras más pesado su
masa es mayor y es necesario aplicar mayor fuerza para moverlo.
Es necesario pensar en la
forma como se moverán los objetos. Cada movimiento se realiza por una razón. Es
necesario conocer las formas en que actúan los cuerpos.
En la animación en tres dimensiones
debe considerarse la forma en que se detiene los cuerpos. Al animar a un
personaje es conveniente que si se va a detener, alguna parte de su cuerpo se
siga moviendo ligeramente, como la cabeza o un brazo.
Hay tres fases que componen
una acción: La anticipación de la acción, la acción en sí y la reacción a la
acción.
Técnicas de
animación
La animación en acetatos
(cel animation), la animación basada en cuadros (flipbook animation) y la
animación en sprite.
Animación Basada
en Cuadros
Para hacer una secuencia, se
van filmando las imágenes cuadro por cuadro y luego estos se unen para formar
la animación. Es posible formar bibliotecas de movimientos de cada parte del
cuerpo de la animación para de esta forma combinarlas y hacer animaciones
diferentes.
Animación Basada
en Sprites
Se refiere a animaciones de
objetos sobre fondos estáticos, es decir, lo que cambia son los personajes.
Key Framming
Se refiere a establecer
posiciones en puntos específicos de tiempo en una animación y la parte
intermedia la obtiene la computadora por medio de interpolación matemática.
Rotoscopiado
Se obtienen la posición y el
ángulo de los puntos clave de imágenes reales y se trata de hacer converger los
modelos en computadora con ellos.
Motion Control
Consiste en obtener posiciones
clave de manera automática a partir de un actor real por medio de dispositivos
que se conectan a su cuerpo.
Wavelets
Significa “pequeñas
ondulaciones”. Esta técnica permite que en una sola imagen se compriman una
gran cantidad de datos para que al acercarse a ella, se vayan viendo los
detalles.
Técnicas de Pixar
El proceso que utiliza Pixar
[12] para crear sus animaciones se compone de cuatro etapas principales:
Desarrollo (crear el guion de la historia), preproducción (se direccionan los
retos técnicos), producción (creación de la película) y post producción (pulir
los últimos detalles).
"EL
SIGNIFICADO DE ANIMAR ES DAR VIDA."
La animación por computadora
es el arte de crear imágenes en movimiento mediante el uso de computadoras.
Cada vez más los gráficos creados son en 3D, aunque los gráficos en 2D todavía
se siguen usando ampliamente para conexiones lentas y aplicaciones en tiempo
real que necesitan renderizar rápido. Algunas veces el objetivo de la animación
es la computación en sí misma, otras puede ser otro medio, como una película.
Los diseños son elaborados con la ayuda de programas de diseño, modelado y por
último renderizado. Para crear la ilusión del movimiento, una
imagen se muestra en pantalla sustituyéndose rápidamente por una nueva imagen
en un fotograma diferente. Esta técnica es idéntica a la manera en que logra la
ilusión de movimiento en las películas y en la televisión.
ÁREAS DE LA
ANIMACIÓN.
Cuando uno piensa en
animación por computadora, lo primero que viene a la mente, es 3D, y/o Maya,
3Ds Max, Cinema 4D, etc. Sin embargo, la Animación es un área que
requiere de múltiples actividades, podríamos decir que los animadores requieren
tener experiencia y/o habilidades en: dibujo, escultura, pintura, fotografía y
actuación para poder expresar sus ideas. La animación no solo es un arte
visual, es un arte en movimiento. La actuación le da motivación a nuestra
animación, y dándole mayor autenticidad. En esencia un animador es un actor, el
cual actúa a través de su personaje. Además, la Animación por Computadora
no está compuesta de un solo programa, el animador requiere de:
Modelado/Animación: Autodesk
Maya, Autodesk 3Ds Max
Fotografía/Dibujo: Adobe
Photoshop, Adobe Illustrator, Z-Brush
Edición de Video: Apple
Final Cut o Adobe Premier
Composición de Video: Adobe
After Effects, The Foundry Nuke, Apple Shake
Effectos de Agua:
Realflow
Seguimiento de Cámara:
Syntheyes
Audio: Protools, Fruity
Loops, Audition, etc.
TÉCNICAS PARA LA
ANIMACIÓN
Stopmotion:
Es animación utilizando objetos
reales capturados cuadro a cuadro. Puede ser que los objetos incluyan armaduras
o esqueletos internos.
ANIMACIÓN DE
PLASTILINA:
Comúnmente conocido como
claymation, es una variación del Stopmotion. La diferencia radica en el uso de plastilina.
ANIMACIÓN POR CELDAS:
Conocido también como
Animación tradicional. Es el método utilizado para animación 2D sin el uso de
computadora.
Todas las caricaturas y
animación de los 90's y anteriores utilizan este método.
ANIMACIÓN DIGITAL
2D:
Es el método similar a la
animación por Celdas, pero utilizando una computadora. Existe software
especializado para la creación de estas. Prácticamente todas las caricaturas
actuales utilizan este método.
ANIMACIÓN DIGITAL 3D:
Aunque inició desde los años
70's, se puso de moda a partir de Toy Story. Esta rama se ha extendido y
avanzado con forme han pasado los años, ahora casi todos los largometrajes
animados incluyen este tipo de animación.
Sin embargo no está limitada a largometrajes, la animación 3D la vemos todo el tiempo en televisión: Comerciales de TV como: Anuncios de Carros, juguetes, medicinas, etc., caricaturas, efectos especiales en series de televisión.
Sin embargo no está limitada a largometrajes, la animación 3D la vemos todo el tiempo en televisión: Comerciales de TV como: Anuncios de Carros, juguetes, medicinas, etc., caricaturas, efectos especiales en series de televisión.
PROCESO DE ANIMACIÓN.
Generalmente cuando pensamos
o hablamos de animación, no pensamos en todo lo que conlleva. Crear una
animación 3D, requiere: preproducción, modelar, texturizar y aplicar
materiales, iluminación, cámaras, modelado de personajes, crear armadura de los
personajes, animar, actuar, efectos especiales, renderizar, composición, y
finalmente editar. Esto es sin incluir captura y edición de audio. Es
decir, crear animación 3D es igual o más complejo que filmar un video de la
manera común. Por ejemplo, si el personaje está tomando café en su comedor, en
la vida real buscamos el lugar donde vamos a filmar, compramos/conseguimos
la mesa, la silla, la taza y el café, contratamos al actor, posicionamos la
cámara, lo filmamos y listo. En animación 3D, tendremos que diseñar el
personaje, el escenario, incluyendo la mesa, la taza, el café, la silla, el
cuarto, pintarlo, iluminarlo, posicionar la cámara. Animar al personaje, y por
fin renderizar.
PREPRODUCCIÓN.
Es la planeación de la
animación, incluye creación de historia, redacción del guion, diseño de
escenarios, objetos, personajes, storyboard, creación de esculturas, dibujos,
etc. En esta etapa se define todo lo relacionado con la animación a
producir.
MODELADO.
Es la construcción de los
objetos de la escena. Es común empezar con primitivas u objetos simples y de
ahí modelar el resto. Es decir, todo se construye a partir de esferas, cubos,
cilindros, pirámides, etc.
TEXTURAS Y
MATERIALES.
Hasta este punto tan solo se
encuentra creado el objeto y/o escenario. Pero no tiene color, ni hemos
definido como absorbe y refleja la luz.
Material: Define
únicamente el color base, vincula todas las texturas al material mismo, indica
como se refleja y se absorbe la luz. Por ejemplo, la madera refleja la luz
diferente a un vaso, al concreto, a una tela, al oro, etc. Todo esto lo definimos
en el material.
Textura: Se
aplican al material, e indica el dibujo que se encuentra sobre el objeto, esto
puede ser la portada de un libro, las rayas en una camisa, etc. También pueden
existir texturas que indican relieve, emisión de luz etc.
Luces. Toda
escena realista requiere ser iluminada. Utilizando luces de relleno así como
iluminando correctamente las partes principales de la escena. Esta iluminación
le dará vida y volumen a la escena. El color de la luz también
le dará temperatura y estilo a la escena. Suele ser un área a la cual los
animadores le dan poca importancia; sin embargo, es una de las principales, y
no debe tomarse a la ligera.
Una escena con materiales y
textura, pero sin luces puede resultar aburrida; en contraste, una escena con
luces y sin materiales, ni texturas puede resultar atractiva visualmente.
Cámaras.
La posición de la cámara es
muy importante antes de modelar y animar. Pues esto le va a dar sentido y
sentimiento a nuestras escenas. Para posicionar las cámaras debemos utilizar
principios de fotografía y cinematografía. Además de que nos ahorramos modelar
secciones de la escena que jamás entrarán en cuadro.
Modelado de
Personajes.
Modelar personajes es
diferente a modelar objetos, aunque los primeros pasos son similares, los
personajes requieren seguir cierto flujo, y preparación en su piel digital así
como en su esqueleto interno. Antes de modelar el personaje, requerimos
haberlo dibujado, y tal vez hasta esculpirlo en arcilla o plastilina. El
esqueleto es la parte más técnica de la animación por computadora, pero es
necesaria para animar al personaje. Este esqueleto controlará al
personaje.
Animación.
Animar es el proceso de
cambiar la posición y/o forma del objeto a través del tiempo. Esto se refiere a
objetos, vehículos, personajes, etc.
Efectos
especiales.
En ocasiones requerimos
animar objetos complejos (tela, humo, fuego, agua), o animar muchos objetos
similares (polvo, chispas, etc.), lo cual podría tardar horas si lo
animamos a mano. Para solucionar esto, tenemos la opción de utilizar partículas
y otros tipos de efectos especiales.
RENDER.
Comúnmente se refiere al
hecho de convertir nuestros modelos 3D a fotografías 2D, es decir, exportar a
foto o video. Existen muchas opciones de render que le darán realismo a
nuestra escena, como lo es sombras, oclusión, trazado de rayos, reflejos,
refracciones, etc.
CARACTERÍSTICAS DE
LA ANIMACIÓN EN 3D
Una característica
importante de la animación por computadora es que nos permite crear escenas
“realmente” tridimensionales. Esto quiere decir que, a diferencia de la
animación dibujada a mano, en una escena animada por computadora es posible
cambiar el Angulo de la cámara y con esto, ver otra parte de la escena. Otra
ventaja es que puede reutilizar partes de la animación por separado, es decir,
que se puede ver totalmente diferente de otro punto de vista de la cámara. Debe
considerarse en la animación tres dimensiones es la forma en que se detienen
los cuerpos. Si a un modelo lo determinamos por completo, es decir, que todas
las partes de su cuerpo se detengan al mismo tiempo, de lo contrario el
movimiento no se verá realista.
CONCLUSION:
La animación por computadora
nos permite crear diversas cosas, desde un comercial, una película, hasta un
videojuego, la animación puede ser tanto en 2D como en 3D, cada una con
diversas aplicaciones, es importante conocer el cómo llevar a cabo una
animación correctamente puesto que es una habilidad muy importante, nos ayuda a
desarrollar nuestra parte artística, además de que nos puede ayudar a conseguir
un buen trabajo, a realizar mejor nuestras tareas o para cuando lo necesitemos
en un futuro.
BIBLIOGRAFIA:
5.2. VISIÓN POR COMPUTADORA
La visión es un medio para
un fin – conocer el mundo observándolo – la visión artificial tiene como medio
para adquirir el conocimiento un instrumento de cómputo. El tema de visión
artificial es extenso: los asuntos tales como la restauración de imágenes, mejoramiento
de imagen, inspección visual automatizada, visión robótica, escenas
tridimensionales, y percepción y cognición visual todas forman parte del
término “Visión artificial”.
Los primeros experimentos de
cómputo para desarrollar sistemas artificiales para la visión de máquinas
comenzaron con amplia variedad en grados de complejidad, han sido usados en
muchas áreas diversas tales como ofimática, medicina, detección remota por
satélite, y en el mundo industrializado y militar. Los usos han sido muchos y
variados.
A la visión artificial le
compete estudiar la estructura física tridimensional del mundo para el análisis
automático de imágenes. Las imágenes son imágenes digitales: son
representaciones discretas (es decir, ellas tienen valores distintos en los
puntos regularmente muestreados) y son representaciones cuantificadas (es
decir, cada valor es un valor del número entero).
La visión artificial incluye
muchas técnicas que son útiles para sí mismas. Más significativamente, sin
embargo, la visión artificial se refiere al procesamiento de imágenes, estas
imágenes son solamente la materia prima de una ciencia mucho más amplia, la
misma que se esfuerza en última instancia para emular las capacidades
perceptivas del hombre, y para verter una luz sobre la manera por la cual él
logra su interacción adaptativa y robusta con su ambiente.
FILTROS PARA
ELIMINACIÓN DE IMÁGENES
A las imágenes que no son
interesantes para la computadora se le define como ruido, existen una gran
cantidad de algoritmos para la restauración y mejoramiento de imágenes. Las
técnicas de filtraje son transformaciones de la imagen pixel a pixel, que no
dependen solamente del nivel de gris de un determinado pixel, sino también del
valor de los niveles de gris de los pixeles vecinos de la imagen original. El
proceso del filtraje se realiza utilizando matrices denominadas máscaras, que
son aplicadas sobre la imagen. La imagen resultante de la aplicación de un
filtro es una nueva imagen. Los filtros sirven para visualizar o realzar detalles
de la imagen, o inclusive minimizar efectos de ruido.
Existen diferentes formas de filtrar las imágenes, enseguida se mencionara algunas de ellos:
Filtro gaussiano
Filtro mediana (rango de
vecindades)
Filtro de suavizado
direccional (preservación de bordes)
Filtro de suavizado
conservador
Realce de contraste
Filtro por paso bajo
Filtro de paso alto
Filter SUSAN (Smallest Univalue Segment Assimilating
Nucleus)
CONCLUSION:
Como hemos visto, a la
visión artificial le compete estudiar la estructura física tridimensional del
mundo para el análisis automático de imágenes. Sin embargo, es necesaria la
calidad en el uso de imágenes. Primero, analicemos una simple imagen es de dos-
dimensiones y, por lo tanto, perdemos inevitable la información en el proceso
de la proyección, es decir en pasar de un mundo tridimensional a una imagen de
dos dimensiones, es importante conocer cómo es que se lleva a cabo este
proceso, ya que en una persona, se hace naturalmente y no percibimos el
mecanismo de visión, pero en una computadora es necesario percibirlo y
entenderlo para poder llevarlo a cabo.
BIBLIOGRAFIA:
5.1 PROCESAMIENTO DE IMÁGENES
En el procesamiento digital
de imágenes se distinguen dos niveles principales de manera general: Procesamiento
de imágenes a bajo nivel Muy poco uso de conocimiento respecto al contenido de
las imágenes. Comúnmente se reconoce una secuencia de cuatro para el
procesamiento a bajo nivel: adquisición de la imagen, pre-procesamiento,
segmentación de la imagen, descripción y clasificación de objetos. Entendimiento
de imágenes a alto nivel Existe la capacidad de realizar toma de decisiones
respecto al contenido de las imágenes. El procesamiento de imágenes está dado
por un conjunto de operaciones llevadas a cabo sobre las imágenes a fin de
realizar mediciones cuantitativas para poder describirlas.
Una característica es un
atributo usado para hacer decisiones respecto a objetos en la imagen. Algunos
atributos son naturales y se definen mediante la apariencia visual de la
imagen, los artificiales, son el resultado de operaciones realizadas a la
imagen.
Una imagen f(x, y) está dada
por sus coordenadas espaciales y su brillo, y es representada matemáticamente
en una matriz.
Las herramientas para la
adquisición de imágenes transforman la imagen visual de un objeto físico y sus
características intrínsecas en un conjunto de datos digitalizados, usados para
procesarla.
El procesamiento digital de
imágenes tiene diversas aplicaciones y problemas:
Representación
Transformación
Modelado
Restauración
Reconstrucción
Análisis
Comprensión de datos
Se define como ruido
cualquier entidad en las imágenes, datos o resultados intermedios que no son
interesantes para la computación que se pretende llevar a cabo. Las técnicas de
filtraje son transformaciones de la imagen píxel a píxel, que dependen de los
niveles de gris de los píxeles vecinos en la imagen original. El proceso de
filtraje se realiza utilizando matrices denominadas máscaras, que son aplicadas
sobre la imagen. Los filtros sirven para suavizar o realzar detalles de la
imagen, o minimizar efectos de ruido. Filtro gaussiano. Este filtro implementa
máscaras que intentan imitar la forma de una gaussiana: G(x, y) = e - (x + y)²
/ 2σ², donde x, y son las coordenadas de la imagen y sigma una desviación
estándar de la probabilidad de distribución asociada.
Filtro mediana (rango de
vecindades). El objetivo del filtro mediana es reducir el empañamiento de los
bordes. Este filtro reemplaza el píxel actualmente analizado en la imagen por
la mediana del brillo con respecto a los vecinos más cercanos. Filtro de
suavizado direccional (preservación de bordes). La eliminación de ruido
mediante suavizado distorsiona la información con respecto a los bordes. Que se
calcula en varias direcciones según la ecuación:
I’ (x, y) = 1/Nθ (k, l) ∈EθΣΣ I(x-k, y-l).
Filtro de suavizado
conservador. Esta técnica de reducción del nivel de ruido emplea un algoritmo
de filtración simple y rápida que sacrifica su poder de eliminación de ruido a
cambio de preservar el detalle espacial de la frecuencia en una imagen,
removiendo píxeles aislados con un valor muy alto o muy bajo. Realce de
contraste. Tiene como objetivo mejorar la calidad de las imágenes bajo ciertos
criterios subjetivos del ojo humano. El contraste entre dos objetos se puede
definir como la razón entre sus niveles de gris medios. La manipulación de
contraste consiste en una transferencia radiométrica en cada píxel.
Filtro paso bajo es empleado
para remover ruido de alta frecuencia espacial en una imagen digital. La
reducción del ruido mediante el filtro de paso bajo se lleva a cabo mediante
una cancelación de las variaciones más rápidas entre píxel y píxel.
Filtro paso alto opera
mediante el análisis de los valores de cada píxel y cambiando estos de acuerdo
a los valores de los píxeles vecinos. El filtro paso alto realza detalles de la
imagen.
Filtro SUSAN (Smallest
Univalue Segment Assimilating Nucleus). Preserva la estructura de la imagen
alisando únicamente sobre los píxeles que se encuentran dentro de la región del
píxel analizado (píxel central). Este filtro integra los mejores aspectos de
los métodos de reducción de ruidos existentes incluyendo la preservación de
bordes.
En el análisis de objetos
dentro de las imágenes resulta esencial distinguir entre el objeto de interés y
el resto de la imagen. Una de las técnicas más conocidas es la segmentación
mediante la detección de bordes.
La detección de bordes es la
aplicación de un algoritmo con esté propósito que dará como resultado un
contorno. Su objetivo es obtener imágenes cuya salida muestre píxeles de mayor
intensidad en los valores que detecten transiciones cercanas. Alguno de los
algoritmos de detección de bordes más comunes es:
Técnicas basadas en el
gradiente: Operador de Roberts, Operador de Sobel, Operador de Prewitt,
Operador Isotrópico. Operadores basados en cruces por cero: Operador de
Marr-Hildreth, Detector de Canny.
Los operadores basados en el
gradiente son píxeles con un alto gradiente. Un rápido índice de cambio de
intensidad dada por el ángulo del vector gradiente puede observarse en los
píxeles de los bordes.
Un píxel de borde se
describe por: Intensidad del borde (magnitud del gradiente) y dirección del
borde (ángulo del gradiente). Operador de Roberts. Utiliza las direcciones
diagonales para calcular el vector gradiente mediante máscaras. Operador de
Sobel. Calcula la magnitud del gradiente mediante: M√ sx² + sy² Operador de
Prewitt. Expande la definición del gradiente en una máscara de 3x3 para ser más
inmune al ruido, utiliza la misma ecuación que Sobel, pero con constante c = 1.
Operador Isotrópico. Intenta
llegar a un equilibrio entre operador Prewitt y Sobel. Prewitt proporciona
detección para bordes verticales y horizontales, y Sobel detección de bordes
diagonales.
CONCLUSION:
El procesamiento de imágenes
es muy útil ya que nos permite resaltar ciertas características de una imagen
de acuerdo a lo que queramos lograr, para esto es muy útil y necesario el uso
de los pixeles de la imagen, ya que sobre estos se realizan las operaciones
necesarias para lograr efectos diferentes en ella, las operaciones
fundamentales del procesamiento son el filtrado y la detección de bordes,
siendo así que estos nos permiten mejorar la calidad d la imagen y eliminar el
ruido, estas técnicas son muy útiles en varios campos como la medicina, las
ciencias penales e incluso el arte; es importante conocer estas técnicas de
procesamiento ya que muchos de nosotros las usamos habitualmente en programas
de edición de imágenes como plixir, fotoshop, etc y no sabemos cómo es que
funcionan estos métodos realmente, y el saberlo nos ayudara a poder emplearlo
mejor.
BIBLIOGRAFIA:
4.3 TECNICAS DE SOMBREADO.
INTENSIDAD
CONSTANTE
En ciertas condiciones, un objeto con superficies planas puede
sombrearse en forma realista utilizando intensidades de superficie constantes.
En el caso donde una superficie se expone solamente a la luz ambiente y no se
aplican diseños, texturas o sombras de superficie, el sombreado constante
genera una representación exacta de la superficie. Una superficie curva
que se representa como un conjunto de superficies planas puede sombrearse con
intensidades de superficie constante, si los planos se subdividen la superficie
se hace lo suficientemente pequeños.
La siguiente figura muestra un objeto modelado con sombreado constante.
Con este método, la intensidad se calcula en un punto interior de cada
plano y toda la superficie se sombrea con la intensidad calculada. Cuando la
orientación entre planos adyacentes cambia en forma abrupta, la diferencia en
intensidades de superficie puede producir unos efectos ásperos o irreales.
Podemos alisar las discontinuidades de intensidad sobre cada superficie de
acuerdo con algún esquema de interpolación.
SOMBREADO DE
GOURAUD
Este esquema de interpolación de intensidad, creado por gouraud, elimina
discontinuidades en intensidades entre planos adyacentes de la representación
de una superficie variando en forma lineal la intensidad sobre cada plano de
manera que lo valores de la intensidad concuerden en las fronteras del plano.
En este método los valores de la intensidad a lo largo de cada línea de rastreo
que atraviesan una superficie se interpolan a partir de las intensidades en los
puntos de intersección de con la superficie.
La siguiente figura demuestra este esquema de interpolación.
Este proceso se repite con cada línea que pasa por el polígono. En este
método de interpolación primero deben aproximarse las normales a la superficie
en cada vértice de un polígono. Esto se logra promediando las normales a la
superficie para cada polígono que contiene el punto de vértice, como se muestra
en la siguiente figura. Estos vectores normales de los vértices se utilizan
entonces en el modelo de sombreado para generar los valores de intensidad de
los vértices.
Un ejemplo de un objeto de sombreado con el método de Gouraud.
El sombreado de phong primero interpola los vectores normales en los
puntos límite de una línea de rastreo. Puede hacerse mejoras a los modelos de
sombreado de gouraud determinando la normal aproximada a la superficie en cada
punto a lo largo de una línea de rastreo y calculando después la intensidad
mediante el uso del vector normal aproximado en ese punto.
COMO USAR LA
ILUMINACION Y SOMBREADO CON PCONPLANER
pCon.planner es una aplicación profesional, fácil de utilizar en la
planificación de espacios, configuración y creación de presupuestos utilizada
por los fabricantes líderes en mobiliario de oficina y del hogar y por
distribuidores de todo el mundo. La versión gratuita es una versión de la
aplicación que permite trabajar sin limitaciones de tiempo, así como también
abrir y guardar archivos.
Industrias.
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necesite configurar, visualizar, presupuestar y comunicar propuestas y
conceptos pCon.planner puede agregar inmenso valor.
Sombreado e iluminación con PconPlaner...
ILUMINACION.
El uso correcto de los recursos de luz, junto con las innumerables opciones de renderizado, permite la creación de imágenes atractivas. Podrá observar todos los recursos de iluminación disponibles activando la capa „Mostrar Iluminación“, que estará activada por defecto. Predeterminada. Cuando cargue un dibujo pCon.planner aplica fuentes de iluminación predeterminada. Esto apunta a garantizar una iluminación básica de su proyecto. La iluminación por defecto consiste en tres luces direccionales en las direcciones X, Y y Z.
Foco. Proyecta un cono de luz en su proyecto. La aplicación de una
luz de foco es versátil.
Direccional. Proyecta un rayo de luz paralela en su proyecto. Aplica luz
consistente a toda la planificación.
Punto de luz. Emite una luz en un ángulo de 360° desde la fuente de luz
en todas las direcciones. Principalmente se utiliza para iluminar
determinados objetos.
CONCLUSIONES:
Las técnicas de sombreado
nos permiten dar un mayor realismo a nuestros gráficos y junto con las técnicas
de iluminación nos permiten tener un acabado excelente en cualquier trabajo de
CAD que realicemos, es importante conocer estas técnicas ya que así podemos
saber cual nos conviene más utilizar de acuerdo al tipo de elemento que estemos
trabajando además de que es importante sabes cómo funcionan para poder
manipularlas adecuadamente sin tener mayores problemas.
BIBLIOGRAFIA:
4.2
MODELOS BÁSICOS DE ILUMINACION.
Entendemos por modelo de
iluminación el cálculo de la intensidad de cada punto de la escena. En el
cálculo de la intensidad de un punto intervienen:
El tipo e intensidad de la
fuente de luz
El material del objeto
La orientación del objeto con
respecto a la luz
El modelo más utilizado es
el modelo de Phong.
PROCESO DE
ILUMINACIÓN
Si un rayo de luz entra al
ojo directamente de la fuente, se verá el color de la fuente. Si un rayo de luz
pega en una superficie que es visible al observador, el color visto se basará
en la interacción entre la fuente y el material de la superficie: se verá el
color de la luz reflejado de la superficie a los ojos.
En término de gráfica por
computadora, se reemplaza el observador por el plano de proyección, como se ve
en la siguiente figura:
El recorte del plano de
proyección y su mapeo a la pantalla significa un número particular de pixeles
de despliegue. El color de la fuente de luz y las superficies determina
el color de uno o más pixeles en el frame buffer. Se debe considerar solo
aquellos rayos que dejan las fuentes y llegan al ojo del observador, el COP,
después de pasar por el rectángulo de recorte. Cuando la luz da en una
superficie, parte se absorbe, y parte se refleja.
INTERACCIONES
ENTRE LUZ Y MATERIALES
Superficies
especulares
Superficies Difusas
Superficies difusas
perfectas
Superficies translucidas
FUENTES DE LUZ
La luz puede dejar una
superficie mediante dos procesos fundamentales:
Emisión propia
Reflexión
Normalmente se piensa en una
fuente de luz como un objeto que emite luz solo mediante fuentes de energía
internas, sin embargo, una fuente de luz, como un foco, puede reflejar alguna
luz incidente a esta del ambiente. Si se considera una fuente como en la
siguiente figura, se le puede ver como un objeto con una superficie.
MODELO DE
ILUMINACIÓN PHONG
Es un modelo empírico
simplificado para iluminar puntos de una escena Los resultados son muy
buenos en la mayoría de las escenas. En este modelo, los objetos no emiten luz,
sólo reflejan la luz que les llega de las fuentes de luz o reflejada de otros
objetos. El modelo usa cuatro vectores para calcular el color para un punto
arbitrario p sobre la superficie. Si la superficie es curva, los cuatro
vectores pueden cambiar según se mueve de punto a punto.
1. El vector n es la normal
en p.
2. El vector v tiene
dirección de p al observador o COP.
3. El vector l tiene
dirección de una línea de p a un punto arbitrario sobre la superficie para una
fuente de luz distribuida, o una fuente de luz de punto.
4. El vector r tiene la
dirección de un rayo perfectamente reflejado de l. La dirección de r está
determinada por n y l.
El modelo Phong apoya los
tres tipos de interacciones material-luz: ambiente, difusa y especular. Si se
tiene un conjunto de fuentes puntos, con componentes independientes para cada
uno de los tres colores primarios para cada uno de los tres tipos de
interacciones material- luz; entonces, se puede describir la matriz de
iluminación para una fuente de luz i para cada punto p sobre una superficie,
mediante:
La primera fila contiene las
intensidades ambiente para rojo, verde y azul para la fuente i. La segunda fila
contiene los términos difusos. La tercera fila contiene los términos
especulares. (Aún no se ha aplicado ninguna atenuación por la distancia.) Si se
emplea solo reflexión ambiente y difusa, las imágenes serán sombreadas y
aparecerán tridimensionales, pero todas las superficies se verán sin vida. Lo
que hace falta es la reflexión de secciones más brillantes en los objetos. Esto
ocasiona un color diferente del color del ambiente reflejado y luz difusa. Una
esfera roja, bajo luz blanca, tendrá un resplandecer blanco que es la reflexión
de parte de la luz de la fuente en la dirección del observador. Mientras
que una superficie difusa es rugosa, una superficie especular es suave.
Mientras más lisa se la superficie, más se parece a un espejo, como se ve en la
siguiente figura.
Según la superficie se hace más
lisa, la luz reflejada se concentra en un rango más pequeño de ángulos,
centrado alrededor del ángulo de un reflector perfecto: un espejo o una
superficie especular perfecta. Modelar superficies especulares realísticas
puede ser complejo, ya que el patrón por el cual se esparce no es simétrico,
dependiendo del largo de onda de la luz incidente y cambia con el ángulo de
reflexión Phong propuso un modelo aproximado que puede computarse con solo un
pequeño incremento en el trabajo para superficies difusas. El modelo agrega un
término para reflexión especular. Se considera la superficie como rugosa para
el término difuso u lisa para el término especular. La cantidad de luz que el
observador ve depende del ángulo ø entre r, la dirección de un reflector
perfecto, y v, la dirección del observador. El modelo de Phong usa la
ecuación:
Is= ks Ls cosα φ 0 ≤ ks ≤ 1
El modelo de Phong se ha
hecho en espacio de objetos. El sombreado, sin embargo, no se hace hasta que
los objetos hayan pasado por las transformaciones modelo-vista y proyección.
Estas transformaciones pueden afectar los términos de coseno en el modelo.
Una escena de animación se ilumina mediante
unas propiedades globales (Luz ambiente) así como por diferentes puntos de luz
(Luz puntual) que emulan otros tantos tipos de “lámparas”. Los cálculos
matemáticos que se realizan con estos parámetros, aplicados a la geometría que
define la escena, se asocian con el concepto de “Modelos de iluminación“.
Phong, Lambert, Fressnell, Minnaert, Toon, Oren-Nayar, Toon etc son algunos de
los nombres con los que normalmente se referencian algunos de los principales
modelos de iluminación. No es necesario entender los modelos en profundidad
para su uso artístico en las herramientas de creación de imagen sintética, pero
es recomendable un conocimiento básico que permita entender cómo se forman las
imágenes para poder anticipar resultados en su aplicación.
BIBLIOGRAFIA:
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