Computer grafica 3D: differenze tra le versioni

Versione delle 23:35, 7 nov 2005

Versione delle 16:23, 8 nov 2005

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Una scena si compone di "primitive" (modelli tridimensionali che non possono essere ulteriormente scomposti); il modo più semplice per organizzarla è quello di creare un [[array]] di primitive, ma questo metodo non permette una descrizione più dettagliata della scena, semplicemente "spiega" al ''renderer'' come disegnare la stessa. Una tecnica più avanzata organizza gli oggetti in una [[Albero_%28in_teoria_dei_grafi%29|struttura dati ad albero]] (''scene graph''), che permette di raggruppare logicamente gli oggetti (ad esempio, si può quindi replicare volte un oggetto, avendolo modellato attraverso più ''patch'' NURBS raggruppate, all'interno della stessa scena).

Le primitive sono generalmente descritte all'interno del proprio sistema di riferimento locale, e vengono posizionate sulla scena attraverso opportune [[trasformazione geometrica piana|trasformazioni]]. Le trasformazioni affini più impiegate, come [[omotetia]], [[rotazione]] e [[traslazione]], possono essere descritte in uno [[spazio proiettivo]] con una [[matrice]] 4x4: esse si applicano moltiplicando la matrice per il [[vettore]] a quattro componenti che rappresenta ogni punto di controllo delle curva. La quarta dimensione è denominata [[coordinata omogenea]].

Ad ogni nodo dello ''scene graph'' è associata una trasformazione, che si applica anche ad ogni nodo sottoposto, ricreando l'interazione fisica tra oggetti raggruppati (come quella tra un uomo e il suo vestito). Anche in sistemi di modellazione e ''rendering'' che non fanno uso di ''scene graph'' è comunque generalmente presente il concetto di trasformazione applicata "in verticale".

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Un'immagine perfettamente nitida, con [[profondità di campo]] infinita non è affatto fotorealistica. L'occhio umano è abituato alle imperfezioni come il ''[[lens flare]]'' (il riflesso sulla lente), la limitatezza della profondità di campo e il ''[[motion blur]]'' ("effetto movimento") presenti nelle fotografie e nei film.

===Illuminazione e ''shading''===

Lo ''shading'' (lett. "ombreggiatura") è il processo di determinazione del colore di un determinato pixel dell'immagine. Esso comprende in genere il processo di illuminazione (''lighting''), che ricostruisce l'interazione tra gli oggetti e le sorgenti di luce: a questo scopo sono necessari per un modello di illuminazione le proprietà della luce, le proprietà di riflessione e la [[normale]] alla superficie del punto in cui l'equazione di illuminazione viene calcolata.

Per produrre una rappresentazione visuale dell'immagine efficace, bisogna simulare la fisica della luce. Il modello matematico più astratto del comportamento della luce è l'[[Rendering#Le_equazioni_alla_base_del_rendering|equazione di rendering]], basata sulla [[legge di conservazione dell'energia]]. Essa è un'equazione [[integrale]], che calcola la luce in una certa posizione come la luce emessa in quella posizione sommata all'integrale della luce riflessa da tutti gli oggetti della scena che colpisce quel punto. Questa equazione infinita non può essere risolta con algoritmi finiti, quindi necessita di approssimazione.

[[Categoria:Grafica]]