Desenho de objetos em OpenGL -- Computação Gráfica

jSSeção 5.4  

 
ILUMINAÇÃO CONSTANTE

É o modelo mais simples de todas as simplificações bastando somente aplicar o modelo de iluminação em um único ponto e partir desse resultado utilizá-lo em todos outros pontos.

A utilização deste modelo não resulta em perda de qualidade para os casos abaixo:

• As fontes de luz estão no infinito, portanto o ângulo entre a normal do polígono é a direção de cada fonte de luz é constante em todo polígono
• O observador está no infinito
• O polígono é uma representação fiel da superfície do objeto e não uma aproximação

Portanto não devemos utilizar iluminação constante quando estamos por exemplo, definindo uma esfera, pois ela é constituída de pequenos polígonos, e com este tipo de iluminação o celebro humano tende a destacar as variações de intensidade de luz existente em cada um desses polígonos.  

Para aplicar uma iluminação constante no seu modelo de iluminação em OpenGL, basta utilizar o comando :

    >> glShadeModel (GL_FLAT);

MÉTODO DE GOURAUD

Gouraud propôs um modelo mais realista que o de iluminação constante. Ao invés de calcular a cor em um apenas um ponto torna-se necessário o cálculo em vários pontos. Os pontos deveriam ser os vértices do polígono e as cores dos outros pontos deveriam ser obtidas através de uma interpolação.

Apesar de ser mais realístico que o método de iluminação constante, o método de Gouraud tem uma desvantagem. Ele não representa bem o caso em que a reflexão especular cria uma pequena região de brilho no interior do polígono.

Em OpenGL este método pode ser utilizado pelo comando:

    >> glShadeModel (GL_SMOOTH);

MÉTODO DE PHONG

Phong propôs um novo modelo no qual as normais são interpoladas ao invés das cores. Isso elimina uma série de problemas relacionados a perda de qualidade em termos de reflexão especular.

Apesar de obter resultados melhores, o método de Phong requer um aumento substancial no processamento necessário para a síntese de imagens, além disso implementações em hardware são bem mais caras, normalmente encontradas em equipamentos profissionais.

Em OpenGL não existe um comando que trata o método de Phong. Com ferramentas tipo Adobe 3D Max é possível aplicar o método de Phong, porém a mesma não é gratuita como a OpenGL. 

ESPECIFICANDO NORMAIS

Conforme dito na seção 5.2, você deve especificar as normais quando se trata de reflexão difusa e especular, pois o ângulo teta é calculado a partir da mesma. Basicamente existem algumas regras que devem ser seguidas para que não haja perda na qualidade da imagem:

• Se o modelo de iluminação for somente luz ambiente, as normais não devem ser especificadas, pois este modelo não necessita de normal para realizar a iluminação.
• Se o modelo de iluminação for difuso, especular ou ambos é necessário especificar as normais. Elas devem ser especificadas diferentemente para superfícies de representação fiel (cubos, pirâmides, paralelepípedos) e superfícies aproximadas (esferas, cones, cilindros). No primeiro caso, é necessário uma normal para cada face, independentemente do método de iluminação para malha poligonal utilizado. O segundo caso é um pouco mais complexo. Se você setar o método de iluminação constante em uma superfície aproximada, mesmo que especifique as normais corretamente, irá criar uma imagem pouco realística. Para se obter imagens de razoável qualidade é necessário utilizar o método de Gouraud ou Phong quando se utiliza superfícies aproximadas. Iremos especificar apenas o método de Gouraud, pois Phong não é suportado pelo OpenGL. Portanto caso esteja utilizando Gouraud em superfícies aproximadas, devem ser especificadas uma normal para cada vértice de cada polígono que forma a superfície. 

Em OpenGL as normais são definidas pelo comando:

    >> glNormalf ( nx, ny, nz);

Onde nx, ny, nz definem o vetor normal. Nos exemplos iremos mostrar onde declarar as normais e também como elas são utilizadas dentro do mesmo.

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