Informatica Grafica e Multimedialità 9 Modelli di illuminazione

Politecnico di Torino
CeTeM
Informatica Grafica e Multimedialità
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Modelli di illuminazione
Modelli di illuminazione
I modelli illuminazione determinano, in modo matematico, quanta energia luminosa
colpisce un determinato punto nella scena. Vi sono numerosi modelli luminosi, dal più
semplice, basato sull’uso di un singolo valore per tutti i punti di un oggetto, a modelli assai
più complessi, quali quello fisico basato sul lavoro di Cook e Torrance.
Modello di Lambert
Il modello di Lambert è un modello molto semplice, che parte dal presupposto che la
superficie dell’oggetto rifletta la luce nello stesso modo in tutte le direzioni; dunque la
superficie appare ugualmente luminosa per tutti gli angoli di vista. Quindi, per una data
superficie, la luminosità dipende solamente dall’angolo θ tra la direzione L della sorgente
di luce e la normale alla superficie e dalla distanza della sorgente luminosa.
Questo tipo di diffusione della luce è noto come riflessione diffusa o Lambertiana.
A fronte di una estrema semplicità concettuale e matematica va rilevato che i risultati
ottenuti con il modello Lambertiano sono talvolta poco realistici.
In particolare, può capitare che gli oggetti appaiano illuminati mentre tutto il resto della
scena è scuro.
Modello di Phong
Phong Bui-Tuong sviluppò nel 1975 un modello per oggetti non perfetti riflettori (ad es. una
mela).
Se V è la direzione di vista dell’osservatore, R è la direzione del raggio riflesso, ed N ed L
sono sempre normale e luce, si avrà che la massima luminosità sarà possibile solo per α =
0. In particolare, la riflessione speculare decresce al crescere di α con una legge
approssimata di:
I ∝ cosn (α )
Dove n è un coefficiente, tipico del materiale, che varia dal valore 1 a infinito per i riflettori
perfetti. Il modello di Phong è un modello empirico che non è basato sulla fisica ma su
osservazioni del comportamento della luce quando è riflessa da certi tipi superfici. La
differenza sostanziale tra il modello di Phong e quello di Lambert è che quest’ultimo non è
in grado di considerare le riflessioni speculari.
© Politecnico di Torino
Data ultima revisione 07/04/00
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Autore: Andrea Sanna
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Domande
Domanda 1
Si descriva il modello di illuminazione di Lambert
Domanda 2
Si descriva il modello di illuminazione di Phong
Domanda 3
Si illustri il concetto di riflessione speculare.
Domanda 4
Si descriva l’equazione completa di riflessione della luce del modello di Phong.
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Autore: Andrea Sanna