jueves, 29 de mayo de 2014

3.2 Visualización de objetos.

LA PERSPECTIVA
La perspectiva es el arte de dibujar volúmenes (objetos tridimensionales) en un plano (superficie bidimensional) para recrear la profundidad y la posición relativa de los objetos. En un dibujo, la perspectiva simula la profundidad y los efectos de reducción dimensional y distorsión angular, tal como los apreciamos a simple vista. Es en el renacimiento cuando se gesta la perspectiva como disciplina matemática, para conseguir mayor realismo en la pintura.
Por analogía, también se llama perspectiva al conjunto de circunstancias que rodean al observador, y que influyen en su percepción o en su juicio; de ahí que se diga: "ver las cosas con determinada perspectiva".
Geometría de la perspectiva
Desde un punto de vista geométrico, podemos simular el efecto visual de la perspectiva proyectando los objetos tridimensionales sobre un plano (bidimensional) en la denominada perspectiva cónica. Recibe este nombre por el hecho de que todas las líneas de proyección parten de un punto (a modo de un cono). Por este procedimiento se pueden obtener imágenes realistas. Sin embargo, no puede imitar la visión estereoscópica del ser humano.
La generación de gráficos 3D consta de varias facetas.

Modelado
El primer paso es la creación de los modelos tridimensionales. La superficie de un objeto, se representa como una serie de superficies, generalmente Triángulos. Cada nodo de ésta superficie se llama vértice y se representan en el ordenador por sus coordenadas X Y y Z.
También hay que especificar otras características del modelo, como el color y la normal a la superficie en cada vértice. Como los triángulos no describen superficies curvas, los modelos detallados exigen un gran número de triángulos para crear una imagen realista.


Iluminación
Los objetos deben ser iluminados y sombreados si se quiere lograr realismo en un modelo 3D. A partir del color de la luz la escena se calcula la información del sombreado para cada vértice, otros parámetros de este proceso son la orientación de cada superficie, el color y otras propiedades de la superficie. Antes de obtener la representación final se pueden tomar en cuenta otros efectos como la niebla etc.
Los gráficos por Hardware suelen emplear el Sombreado Gouraud, que interpola los colores a lo largo de la superficie partiendo del cálculo de la iluminación en los vértices de la primitiva logrando que el objeto tenga un aspecto más realista.
El Sombreado Phong representa el brillo haciendo variar la iluminación y los colores en dirección perpendicular a la superficie y calculando la iluminación de cada píxel. Esto proporciona una mejor aproximación de la superficie aunque exige más cálculos.

Texturizarían
De los métodos que más realismo aportan a un modelo está el de aplicación de texturas, que estampa una imagen a la superficie de un objeto. Así, se hace posible aplicar un dibujo de ladrillos a una pared.
La técnica de aplicación de bultos(Bump Mapping), proporciona una visión más realista al alterar la iluminación para que la superficie parezca más realista. La aplicación de bultos no afecta los vértices de la imagen sino el color de los pixeles finales.
Mezcla (z-buffer)

Después del sombreado y texturizado el último paso es el mezclado, o sea introducir ese color en la memoria para que pueda ser representado en la pantalla. Se suele emplear una técnica conocida z-buffer para determinar que primitiva es la más cercana al punto de visión de la escena, con el fin de garantizar que los objetos mas lejanos no se dibujen por encima de los más cercanos. Finalmente, si la superficie que se está dibujando es semitransparente, el color del objeto cercano se mezcla con el del que hay detrás.

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