RELLENO, ILUMINACIÓN Y SOMBREADO.
4.1 Relleno de polígonos
Polígono es una figura básica dentro de las representaciones y tratamiento de imágenes bidimensionales y su utilización es muy interesante para modelar objetos del mundo real.
En un sentido amplio, se define como una región del espacio delimitada por un conjunto de líneas (aristas) y cuyo interior puede estar rellenado por un color o patrón dado.
MÉTODO DE RELLENO DE POLÍGONOS CON COLOR
· INUNDACIÓN
· FUERZA BRUTA
· PATRÓN
SCAN-LINE
Fila a fila van trazando líneas de color entre aristas.
· para scan-line que cruce el polígono se busca en la intersección entre las líneas de barrido y las aristas del polígono.
· Dichas intersecciones se ordenan y se rellenan a pares.
LINEA DE BARRIDO
Es valido para polígonos cóncavos como convexos. Incluso para si el objeto tiene huecos interiores.
Funcionan en el trozo de lineas horizontales, denominadas lineas de barridos, que intersectan un numero de veces, permitiendo a partir de ella identificar los puntos que se consideran interiores al polígono.
INUNDACIÓN
· Empieza en un interior y pinta hasta encontrar la frontera del objeto.
· Partimos de un punto inicial (x,y), un colo de relleno y un color de frontera.
· El algoritmo va testeando los píxeles vecinos a los ya pintados, viendo si son frontera o no.
· No solo sirven para polígonos, sino para cualquier área curva para cualquier imagen AE se usan los programas de dibujo
FUERZA BRUTA
· Calcula una caja contenedora del objeto.
· Hace un barrido interno de la caja para comprobar c/pixel este dentro del polígono.
· Con polígonos simétricos basta con que hagamos un solo barrido en una sección y replicar los demás pixeles.
· Requiere aritmética punto-flotante, esto lo hace preciso y costoso.
RELLENO MEDIANTE UN PATRÓN
Un patrón viene definido por el área rectangular en el que cada punto tiene determinado color o novel de gris. Este patrón debe repetirse de modo periódico dentro de la región a rellenar. Para ello debemos establecer una relación entre los puntos del patrón y los pixeles de la figura. En definitiva debemos determinar la situación inicial del patrón respecto a la figura de tal forma que podamos establecer una correspondencia entre los pixeles interiores al polígono y los puntos del patrón.
ALTERNATIVAS PARA LA SITUACIÓN INICIAL DEL PATRÓN
Consiste en situar el punto asociado a la esquina superior izquierda del patrón en un vértice del polígono.
1. Considerar la región a rellenar en toda la pantalla y por lo tanto el patrón se citua en el origen de esta (esquina superior izquierda).
vídeo:
4.1.1 Color Homogéneo
Homogéneo: Que está formado por elementos con características comunes referidas a su clase o naturaleza, lo que permite establecer entre ellos una relación de semejanza y uniformidad.
Ves en la imagen C, es un Tiroides, ecográficamente ves una glándula que es de aspecto hiperecogénico, es decir, es gris, brillante respecto al tejido que lo bordea, que son los músculos, y la tráquea que es una mancha hipoecogénica central, provocada por el aire que contiene…El tejido de Tiroides es gris y además es un gris uniforme, igual en toda la glándula, se dice que es Homogéneo.
4.1.2 Color degradado
TÉCNICAS 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 UN A 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 UN EFECTOS ÁSPERO O IRREAL. 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.
SOMBREADO DE PHONG
ESTE MÉTODO CREADO POR PHONG BUI TUONG TAMBIÉN SE CONOCE COMO ESQUEMA DE INTERPOLACIÓN DE VECTOR NORMAL DESPLIEGA TOQUES DE LUZ MAS REALES SOBRE LA SUPERFICIE Y REDUCE CONSIDERABLEMENTE EL EFECTO DE LA BANDA DE MACH.
Aprecia la franja obscura que aparece justo a la derecha del gradiente, y la franja blanca que aparece justo a la izquierda de éste.
VIDEO
4.1.3 MATERIAL Y TEXTURA
La fase de texturizado es tan importante como la de modelado, sobre todo si lo que se busca es realismo. El texturizado no sólo permite añadir color al modelo, sino que también permite simular diferentes materiales (metal, madera, etc.) y dar mayor detalle a determinadas formas. Las texturas pueden pintarse en un software de creación de imágenes digitales o puede extraerse de fotografías de texturas reales.
Los principales procedimientos de texturizado se llevan a cabo mediante materiales, sombreadores y mapas.
Existen 4 procedimientos básicos para aplicar una textura:
- Planar: Para aplicar una textura de mármol en un suelo, por ejemplo si aplica este sistema en un objeto veremos que en la cara donde intervenimos aparece la textura perfectamente definida, pero en las adyacentes aparece proyectada longitudinalmente.
- Cúbico: Si se desea texturizar un armario lo haríamos mediante una aplicación cúbica, proyectándose la textura en las 6 direcciones de las caras de un cubo.
- Cilíndrico: Si se desea ponerle la etiqueta a una botella de vino usaremos una proyección cilíndrica.
- Esférico: Para aplicar la textura de los mares y continentes a la bola terrestre, éste sería el procedimiento idóneo.
El grado de realismo que se ha alcanzado hace que sea difícil diferenciar cuándo, en el caso de los anuncios de coches y móviles, estos son objetos reales fotografiados y cuándo son imágenes creadas por ordenador.
Los materiales para los contenidos 3D representan el color, la textura y la apariencia general del objeto 3D real. La iluminación puede influir también en la apariencia visual del objeto, pero los materiales afectan directamente a las superficies del objeto 3D. Los tres tipos de materiales distintos permiten realizar modificaciones diferentes a los contenidos 3D:
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Actividad hecha en clases sombreado;
Proyecto de esta unidad hecho en SWEET HOME 3D
FOTOS Y VÍDEOS
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