ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Chiếu sáng và tạo bóng 6/14 • Hướng từ một bề mặt đến nguồn sáng là thông tin quan trọng để tính ánh sáng phản chiếu từ mặt. Với một nguồn sáng đònh hướng, hướng này là cố đònh cho mọi đối tượng. • Mỗi nguồn sáng thuộc loại này có màu xác đònh. N N g g u u o o à à n n s s a a ù ù n n g g đ đ i i e e å å m m ( ( P P o o i i n n t t L L S S ) ) • Các tia sáng từ nguồn sáng điểm toả ra khắp nơi. Nhiều nguồn sáng có thể xấp xỉ tốt bằng loại nguồn sáng này. Bóng đèn tròn là một ví dụ. • Hướng của các tia sáng sẽ thay đổi với các điểm khác nhau trên bề mặt. Như vậy, ta phải tính vector chỉ phương cho mỗi điểm: lp lp d H H H H H − − = • Trong đó k c , k l , k q là các hệ số suy giảm theo khoảng cách d. ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Chiếu sáng và tạo bóng 7/14 C C a a ù ù c c n n g g u u o o à à n n s s a a ù ù n n g g k k h h a a ù ù c c • Spotlight (đèn pha): ♦ là một nguồn sáng điểm nhưng ánh sáng tập trung theo một hướng duy nhất (đền màu trong sân khấu). ♦ xác đònh bởi màu sắc, vò trí nguồn sáng, hướng và các tham số khác đònh nghóa mức độ phủ sáng • Nguồn sáng vùng (Area LS) ♦ Nguồn sáng vùng có dạng một vùng 2 chiều (thường là polygon hay disk). ♦ Tạo ra các bóng dòu (soft shadow) ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Chiếu sáng và tạo bóng 8/14 S S ư ư ï ï p p h h a a û û n n x x a a ï ï k k h h u u y y e e á á c c h h t t a a ù ù n n ( ( d d i i f f u u s s e e r r e e f f l l e e c c t t i i o o n n ) ) • Giả sử bề mặt của vật thể hoàn toàn bằng phẳng. Ánh sáng khuyếch tán từ bề mặt này theo mọi hướng sẽ như nhau. L L u u a a ä ä t t L L a a m m b b e e r r t t ' ' s s C C o o s s i i n n e e • Sự phản xạ khuyếch tán tuân theo luật Lambert's Cosine. • Luật Lambert's Cosine: năng lượng phản xạ khuyếch tán tỉ lệ thuận với cos của góc tạo bởi tia sáng tới và normal của bề mặt. • Cường độ sáng có thể được tính theo công thức: trong đó, light I là cường độ sáng của ánh sáng tới, k d là hệ số phản xạ (0 ≤ k d ≤ 1). ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Chiếu sáng và tạo bóng 9/14 V V í í d d u u ï ï v v e e à à d d i i f f u u s s e e r r e e f f l l e e c c t t i i o o n n • Ta chỉ cần xem xét các tia sáng có góc tới trong khoảng từ 0 0 đến 90 0 vì khi góc lớn hơn 90 0 , năng lượng sẽ bằng 0 do vật thể cản trở. Sau đây là một số hình ảnh chiếu sáng mặt cầu với các tia sáng khác nhau: S S ư ư ï ï p p h h a a û û n n x x a a ï ï g g ư ư ơ ơ n n g g ( ( s s p p e e c c u u l l a a r r r r e e f f l l e e c c t t i i o o n n ) ) • Giả sử bề mặt của vật thể hoàn toàn bằng phẳng. Ánh sáng khuyếch tán từ bề mặt này theo mọi hướng sẽ như nhau. L L u u a a ä ä t t S S n n e e l l l l ' ' s s • Sự phản xạ gương hoạt động tuân theo luật Snell. Luật này được phát biểu như sau: ♦ Tia tới, tia phản xạ và normal của mặt nằm trong cùng một mặt phẳng. ♦ Góc tới bằng góc phản xạ. ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Chiếu sáng và tạo bóng 10/14 • Tuy nhiên, luật Snell chỉ đúng với phép phản xạ gương lý tưởng, nghóa là bề mặt phải trơn, phẳng tuyệt đối. Trong thực tế, sẽ có một chùm tia phản xạ tiệm cận hai bên tia phản xạ lý tưởng (xem hình trên). • Nói chung, ta có thể giả thiết phần lớn năng lượng tập trung vào tia phản xạ lý tưởng. Càng xa tia này, lượng ánh sáng phản xạ càng ít. P P h h o o n n g g I I l l l l u u m m i i n n a a t t i i o o n n • Một hàm thông dụng dùng để xác đònh lượng ánh sáng trên được gọi là Phong Illumination model: () shiny n lightspecular II φ cos= • Ta thấy, cos( φ ) cực đại khi φ = 0 và triệt tiêu khi φ = 90 0 . n shiny là hệ số trơn của bề mặt. . ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Chiếu sáng và tạo bóng 6/14 • Hướng từ một bề mặt đến nguồn sáng là thông tin quan trọng để tính ánh sáng phản chiếu từ mặt. Với một nguồn sáng. phủ sáng • Nguồn sáng vùng (Area LS) ♦ Nguồn sáng vùng có dạng một vùng 2 chiều (thường là polygon hay disk). ♦ Tạo ra các bóng dòu (soft shadow) ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Chiếu. phát biểu như sau: ♦ Tia tới, tia phản xạ và normal của mặt nằm trong cùng một mặt phẳng. ♦ Góc tới bằng góc phản xạ. ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Dương Anh Đức, Lê Đình Duy Chiếu sáng và tạo bóng 10/14 • Tuy