3D-grafiikka Pintamateriaalit.

Esitys aiheesta: "3D-grafiikka Pintamateriaalit."— Esityksen transkriptio:

1 3D-grafiikka Pintamateriaalit

2 Shading ja pinnan normaalit
Shading = värivarjostus Varjostus riippuu objektin pinnoitteesta ja valoista Pinnan heijastusten laskemiseen käytetään pinnan normaaleja Tavallisimmat shading tekniikat: faceted smooth

3 Faceted Shading (polygonal shading, tai constant value faceted shading )
Yksinkertaisin ja nopein – yksi värivarjostusarvo jokaisen näkyvän polygonin keskelle, pinnan normaalin suunta. Arvona kuinka paljon valoa saapunut ploygonin keskelle

4 Smooth Shading (Gouraud shading, intensity interpolation shading )
Jatkuva värivarjostuksen arvo, joka muuttuu näkyvillä polygoni pinnoilla -> idea: lasketaan keskimääräinen pinnannormaalin arvo, huomioiden myös viereiset polygonit: Ensin näytearvo = pinnan normaali, valon arvo polygonin keskellä Vertexin arvo, joka muodostuu viereisten polygoin arvoista Lopuksi yhdistetty arvo viedään takaisin polygoin keskelle

5 Specular Shading (normal vector interpolation shading ,Phong, Blinn, Cook)
Lasketaan jokaiselle pinnan pistelle värivarjostus -> interpoloidaan vertexin normaaleja – pinnan normaalin kulma ja valon tulokulma

6 Surface Shader Material editor  materiaalien simulointi Shaders
Basic material properties Color/Diffuse Specularity Reflectivity Transparency IOR Bump Texture

7 Surface Layers Voidaan muodostaa kappaleen pinta
useasta eri kerroksesta materiaalia: allaoleva vaikuttaa päälläolevaan Mahdollistaa monimutkaiset pinta- materiaalit

8 Projisointi metodit Projection Methods
Modifier  UV-mapping Projisointi metodit Projection Methods Miten kuva/kuvio projisoituu 3D:ille

9 Projisointi metodit Projection Methods
Hyödyllisimmät projisointimetodit ovat: tasoprojisoinnin: kuvat pinnalle tasoon --> vääntyminen on vähäistä niin kauan kuin 3D pinta on rinnakkainen projisoitavaan pintaan nähden--> tasoprojisointi voidaan laittaa kaikille tasoille -- XY, XZ, and YZ – kuutiomaisen projisoinnin: toistaa kuvan kaikilta kuution sivuilta  yksi tasoista on samansuuntainen projisointi tasoon. Käyrissä tai epäsäännöllisissä esineissä aikaansaadakseen yllättäviä tuloksia. lieriömäisen projisoinnin: asettaa kuvan esineen pinnalle yhdistämällä reunat yhteen esineen takaa  peittämään esineen koko pinta pallomaisen projisoinnin: asettaa kuvan suorakulmion pinnan ympäri kunnes vastapuolet kohtaavat ja nipistää sen ylä- ja alareunan yhteen ja venyttää sitä kunnes koko esine on peitetty

10 Projisointi metodit Projection Methods
2D objektin pinta levitetään 3D –objektin päälle, niin että peittää koko alueen  saattaa vaatia/aiheuttaa tiettyjen osien venyttämistä/venymistä

11 UV mapping Kappale levitetään 2D tasoon, jonka jälkeen 2D tasosta viedään kuva Photoshoppiin. Piirretään haluttu tekstuuri, jonka jälkeen kuva tuodaan 3D ohjelmaan ja “puetaan” takaisin kappaleen päälle.

12 Ympäristöpinnoitteet Environment Maps
Voidaan ajatella että nämä ovat erikoistapauksia heijastuskartoista  heijastetaan ympäristön kuva pinnalle Ympäristöpinnoitteita voidaan myös animoida; ympäristössä tapahtuva muutos heijastuu objektin pinnalle

13 Ympäristöpinnoitteet Environment Maps
Pallomainen ympäristöpinnoite HDRI

14 Ympäristöpinnoitteet Environment Maps
Kuutiomainen ympäristöpinnoite

15 Painanteiden luominen Bump Maps
1978, James Blinn kehittämä Simuloi pinnan kolhuja ilman että geometriaa muutetaan Pinnan normaaleja “rikotaan” bump map – kartalla ja värivarjostus metodi käyttää näitä muuttuneita pinnan normaalin arvoja laskennassaan

16 Displacement Maps Pinnoite muuttaa pinnoitetun geometrina muotoa ja sen lisäksi että se lisää pinnoitteen Esimerkkinä maastot  kuva luo 3D maaston sen mukaan miten harmaasävy muuttuu

17 Normal Map ing.html

18 Three-Dimensional Procedural Texture Maps
Solideja tekstureja  jos leikkaat objektin, leikkauspinnasta tulee “oikean” näköinen Säännöt ohjaavat materiaalien muodostumista

19 Läpinäkyvyys Pinnan ominaisuus  kuinka valo läpäisee sen
Voidaan “huijata” tai käyttää säteen seurantaa (ray tracing) Läpinäkyvyys kartat (transparency map)  2D harmaasävy kartta, jolla kerrotaan, miten renderöintiohjelma käsittelee pinnan pisteitä

20 Kuvan muodostamisen ongelmia ja niiden ratkaisuja
Antialiaisointi (Antialiasing) – näytteenottotaajuus ei riitä yksityiskohtien näyttämiseen

21 Sub Surface Scattering
Laskee valon taittumisen kudoksen sisällä. Valo heijastelee kappaleen sisässä.

22 Kohti animaatiota Frame Keyframe Framerate Interpolation Morphing
Curve editor