Modelado Geométrico, Iluminación y Color: Conceptos Clave en Gráficos por Computadora

Modelado Geométrico, Iluminación y Color

Un modelo es el conjunto de características más importantes de un objeto que se desea representar.

Tipos de modelado geométrico

Existen 3 tipos de modelado geométrico:

• Alámbrico: utiliza vértices para la creación del modelo.
• Sólidos: utiliza primitivas tridimensionales para la construcción del modelo.
• Superficies: trabaja con polígonos y líneas para la creación del modelo.

Primitivas geométricas

Cubo, cono, cilindro, esfera, toroide, polígono, línea, vértice.

Anti horario para no modificar la normal.

Resolución: cantidad de vértices para la base; indica el número de vértices generados para la figura. Entre mayor sea, mejor será la definición.

Modelos de iluminación

El modelo de iluminación local se basa en modelos empíricos que hacen uso de algoritmos. No crean sombras ni reflejos.

Los modelos de iluminación global son algoritmos que se basan en las leyes físicas de la luz.

Tipos de fuentes de luz

• Fuente de luz puntual: se modela como un punto posicionado en la escena; sus rayos se dirigen en todas las direcciones y presenta una intensidad de color.
• Fuente de luz direccional: está ubicada en el infinito y tiene una intensidad constante en las superficies.
• Fuente de luz spotlight: se modela con un punto posicionado dentro de la escena; los rayos son dirigidos en una dirección y restringidos por un cono.

Componentes del modelo de iluminación Lambert

Componente ambiental, difusa y especular.

Reflexión, transmisión y absorción son las tres interacciones que manejan los modelos de iluminación globales.

Fuente de luz compleja

Se maneja la atenuación lineal y radial. La atenuación lineal está presente en la fuente de luz posicional y en la spotlight; toma en cuenta la distancia de la fuente de luz a los objetos.

La fuente de luz radial se aplica en las fuentes spotlight: el objeto recibe menor intensidad luminosa mientras más alejado está de la dirección central.

GL_SPOT_EXPONENT

Componente ambiental: no proviene de una dirección en particular. Aunque proviene de una fuente de luz particular, se considera que la luz interactúa después de múltiples rebotes en la escena. La componente difusa depende de la dirección y distancia de la fuente de luz.

Modelo de iluminación Phong

Se necesita conocer las normales de la superficie. Se calcula la normal en el vértice mediante el promedio de las normales que lo comparten, se interpola la normal en el punto deseado y se calcula la intensidad luminosa del color en dicho punto.

Modelo de iluminación Gouraud

Se busca conocer el vector normal a la superficie. Se calculan los vectores normales en los vértices mediante el promedio de las normales de las superficies que los comparten, se calcula la intensidad del color y existe interpolación de color (interpolar la intensidad).

Color

Color: rango de frecuencias de fuentes de luz donde el material, entre 3.8×10¹⁴ y 7.9×10¹⁴ Hz, afecta la percepción del color. Son modelos matemáticos que tratan de explicar la generación de tonalidades de color a partir de colores primarios. Un color es un rango de frecuencia de la luz, y la tonalidad de un objeto se da por las frecuencias que refleja.

Modelos de color

• RGB: aditivo; colores primarios rojo, verde y azul; colores complementarios cian, magenta y amarillo.
• CMY: sustractivo; colores primarios cian, magenta y amarillo; complementarios rojo, verde y azul.
• CMYK: sustractivo; colores primarios cian, magenta, amarillo y negro; complementarios rojo, verde y azul.
• HLS: aditivo. H: matiz (hue), color base; L: lightness, luminosidad, cantidad de color; S: saturación, pureza del color.
• HSV: aditivo. H: matiz; S: saturación; V: brillo.
• XYZ: establecido por la Comisión Internacional de Iluminación. Sus primarios X, Y y Z son imaginarios y costosos computacionalmente.