Dal modello alla visualizzazione:

Verso il foto realismo

Daniele Marini

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Foto realismo• Cercare di produrre immagini di sintesi

non distinguibili da immagini reali

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... o Video Realismo?il problema del contesto

• Confrontare le due immagini (reale e virtuale) sul medesimo supporto e nelle medesime condizioni di osservazione

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qual’è la fotografia della scena reale?

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Realismo versus

simulazione

Il realismo comportala capacità di simularecon modelli computazionali

Simulare ha anche ilsignificato di “ingannare”:dissimulare, nascondere

I Robot nel ‘600 e nel ‘700

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Realismo e comunicazionelivelli di iconicità

• Fotografie• illustrazioni• disegni• diagrammi• schemi simbolici• schemi astratti

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I passi per il realismo

• Descrivere oggetti e scene» modellazione

• descrivere sorgenti di luce» fotometria e colorimetria

• descrivere proprietà dei materiale» teoria della apparenza visiva

• calcolare l’interazione luce materiali dal punto di vista ottico

» modelli di illuminazione• riprodurre le immagini fedelmente

» videotecnologia, teoria del colore, percezione visiva

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Livelli di iconicitànella sintesi di immagini

• Dal simbolico al “concreto” (dal meno al più iconico)

• fil di ferro (wire frame)• prospettiva ed effetti di profondità• rimozione linee/superfici nascoste • superfici piene (flat shading)• smooth shading• effetti impressionistici• modelli fisici di interazione luce-materia

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Fil di ferro

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Prospettiva

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Effetti di profonditàdepth cueing

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Risolvere le ambiguità

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Linee nascoste

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Superfici nascoste

Z-buffer

Ray casting

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Shading

• L’ombreggiatura di una superficie tende a simulare la curvatura e permette di distinguere la forma tridimensionale

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Flat shading

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Smooth shading:Gouraud + highlights

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Phong shading + highlights

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Flat shading

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Phong shading

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Ombre (shadowing)

• Ombre proprie e ombre proiettate

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Il trattamento superficiale: texturing

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Problemi del texturing

come proiettare?

l’aliasing

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Gouraud shading

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Phong shading

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Shading + textures

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Texturing volumetrico

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Texturing funzionale

• Bump mapping

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La luce trasmessa - rifrazione

Legge di Snell:

Per trovare il vettore trasmesso t: conosciamo cos(ul) da n ed l (normalizzati basta il loro prodotto scalare), calcoliamo cos (ut)

sin(ul )sin(ut)

=ηt

ηl

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Trasparenza

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Simulare i riflessi• Mappa d’ambiente (environmental

map)

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Modelli di illuminazione globali

• Ray tracing» ottica geometrica

• Radiosity» ottica radiativa

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Ray tracing

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Ray tracing - effetti: profondità di campo

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Ray tracing - riflessioni a specchio e rifrazioni

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Environment map versus ray tracing

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Il metodo di radiosity

• Calcolare il bilancio totale dell’energia luminosa prodotta, riflessa e assorbita

• simula con accuratezza luce diffusa e “color bleeding”

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Radiosity: mezzo partecipante

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Raffigurare sul display: tone reproduction

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Radiosity e illuminotecnica

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Realismo o impressionismo?

• Il problema della navigazione in scenari 3d di ambienti reali

• Image Based rendering• La soluzione QuickTime VR