Estudo Dirigido - Modelos de Iluminação

1. Comente a seguinte afirmação: "Fotorealismo em Computação Gráfica envolve dois componentes: representação geométrica precisa e boa descrição física dos efeitos luminosos numa cena."
2. Como os diferentes algoritmos de visibilidade podem ser combinados com os modelos de iluminação para gerar uma imagem "fotorealística"?
3. Os modelos de iluminação adotados em Computação Gráfica se baseiam nos modelos desenvolvidos pelos físicos. Como é a interação entre a luz e os objetos numa cena segundo a Ótica Geométrica?
4. Como se modela a interação entre a luz e os objetos usando os princípios energéticos?
5. Em Computação Gráfica distingue-se o "modelo de iluminação local" e o "modelo de iluminação global". Qual é a diferença entre estes dois modelos?
6. Como se pode classificar as fontes emissoras de luz quanto ao tipo de feixe luminoso emitido?
7. Como se pode modelar a intensidade luminosa emitida por uma fonte?
8. Quais são os principais modificadores da trajetória e da intensidade de um raio luminoso num modelo de iluminação geométrico simplificado?
9. Por que as propriedades físicas (material) e geométricas da superfície dos objetos são importantes na determinação da intensidade luminosa em cada ponto de uma superfície?
10. O que você entende por superfícies lambertianas?
11. O que você entende por fator de atenuação?
12. Comente a afirmação: "A luz ambiente é uma forma empírica de considerar todas as multireflexões entre os objetos de uma cena."
13. O modelo de iluminação mais popular em Computação Gráfica é o modelo de Phong. Neste modelo a luz refletida por uma superfície é decomposta em dois componentes: luz difusa e luz especular. Explique como cada um afeta na aparência visual de uma superfície.
14. Quando a fonte luminosa é muito distante do objeto, a componente difusa é praticamente igual para todos os pontos da superfície? Justifique.
15. No modelo de Phong a intensidade da luz especular depende do ângulo entre o observador V e o raio refletido R, e o expoenete de reflexão especular do material n. Exprime R em função do vetor normal da superfície N e do vetor da luz incidente L.
16. Em algumas aplicações o termo R.V é substituído por N.H, onde H é o halfway vector. Mostre que os dois termos não são iguais e, portanto, para o mesmo expoente n podemos ter diferentes efeitos especulares.
17. Quando o termo N.H pode ser aplicado vantajosamente na determinação do componente especular num ponto da superfície?
18. Como se especifica o comportamento de uma superfície em relação à luz ambiente, à luz difusa e à luz especular no modelo de Phong?
19. Considere que o coeficiente de reflexão difusa do objeto seja igual a (0.8,0.4,0.0) e a fonte luminosa seja azul (0,0,1). Qual é a cor do objeto que "veremos"? Justifique.
20. Se o objeto da questão anterior for iluminado por uma luz verde (0,1,0), qual será a cor que "veremos"? Justifique.
21. O que você entende por fator de opacidade?
22. Para acelerar a determinação da intensidade em todos os pontos visíveis, adota-se em Computaçào Graáfica diferentes técnicas de interpoalção. Quais são as três mais conhecidas?
23. Qual é a diferença básica entre modelos de iluminação e tonalização?
24. O que você entende por Bandas de Mach? Quando elas aparecem?
25. Por que na tonalização de Gouraud pontos especulares no meio de uma face não aparecem na imagem final? Qual solução você adotaria para contornar este problema?
26. Comente: "Na tonalização de Phong os efeitos de bandas de Mach são bastante reduzidos."