Phong Sombreado: Explorando la profundidad de la representación visual: sombreado Phong en visión por computadora

Por Fouad Sabry

¿Qué es el sombreado Phong?

En gráficos por computadora 3D, el sombreado Phong, la interpolación Phong o el sombreado por interpolación de vector normal es una técnica de interpolación para el sombreado de superficies inventada por el pionero de los gráficos por computadora. Bui Tuong Phong. El sombreado Phong interpola las normales de superficie a través de polígonos rasterizados y calcula los colores de los píxeles basándose en las normales interpoladas y un modelo de reflexión. El sombreado de Phong también puede referirse a la combinación específica de la interpolación de Phong y el modelo de reflexión de Phong.

Cómo se beneficiará

(I) Información y validaciones sobre los siguientes temas:

Capítulo 1: Sombreado Phong

Capítulo 2: Sombreado Gouraud

Capítulo 3: Modelo de reflexión Phong

Capítulo 4: Shader

Capítulo 5: Mapa de luz

Capítulo 6: Mapeo de reflejos

Capítulo 7: Bui Tuong Phong

Capítulo 8: Blinn ?Modelo de reflexión Phong

Capítulo 9: Iluminación de gráficos por computadora

Capítulo 10: Vértice normal

(II) Respondiendo a las principales preguntas del público sobre el sombreado phong.

(III) Ejemplos del mundo real sobre el uso del sombreado phong en muchos campos.

Para quién es este libro

Profesionales, estudiantes universitarios y estudiantes de posgrado, entusiastas, aficionados y aquellos que quieran ir más allá del conocimiento o la información básica para cualquier tipo de Phong Sombreado.

• Idioma: Español
• Editorial: Mil Millones De Conocimientos [Spanish]
• Fecha de lanzamiento: 5 may 2024

Vista previa del libro

Capítulo 1: Sombreado de Phong

El sombreado Phong, o interpolación Phong, es una técnica de interpolación para el sombreado de superficies en gráficos por computadora 3D que fue desarrollada por el pionero de los gráficos por computadora Bui Tuong Phong. El sombreado Phong interpola las normales de superficie sobre polígonos rasterizados y calcula los colores de píxel de acuerdo con las normales interpoladas y un modelo de reflexión. El sombreado Phong también puede referirse a una combinación particular de interpolación Phong y el modelo de reflexión Phong.

Bui Tuong Phong inventó el sombreado Phong y el modelo de reflexión Phong en la Universidad de Utah y los publicó en su tesis doctoral de 1973. En el momento de su lanzamiento, los enfoques de Phong se consideraron revolucionarios, pero posteriormente se han convertido en la técnica de sombreado estándar para muchas aplicaciones de renderizado. Debido a su uso típicamente efectivo del tiempo de cómputo por píxel producido, las técnicas de Phong han ganado una amplia aceptación.

El sombreado Phong proporciona una aproximación más precisa del sombreado de una superficie lisa que el sombreado Gouraud. El sombreado Phong presupone un vector normal que fluctúa continuamente en la superficie. Cuando se utiliza para un modelo de reflexión con reflejos especulares modestos, como el modelo de reflexión de Phong, el enfoque de interpolación de Phong supera al sombreado de Gouraud.

Cuando los reflejos especulares se encuentran en el centro de un polígono enorme, el sombreado de Gouraud presenta la mayor dificultad. Dado que estos resaltados especulares carecen de los vértices del polígono y el sombreado de Gouraud interpola en función de los colores de los vértices, el interior del polígono carecerá del resaltado especular. Este problema se resuelve con el sombreado Phong.

A diferencia del sombreado de Gouraud, que interpola colores a través de polígonos, el sombreado de Phong interpola linealmente un vector normal a partir de las normales de vértice del polígono a través de la superficie del polígono. En cada píxel, la normal de superficie se interpola y normaliza antes de ser utilizada en un modelo de reflexión, como el modelo de reflexión de Phong, para determinar el color final del píxel. El sombreado Phong es más costoso desde el punto de vista computacional que el sombreado Gouraud, ya que el modelo de reflexión debe generarse para cada píxel en lugar de cada vértice.

Las variantes de este enfoque se implementan con sombreadores de píxeles o fragmentos en hardware de gráficos modernos.

El sombreado Phong también puede referirse a la combinación de la interpolación Phong y el modelo de reflexión Phong, un modelo empírico de iluminación local. Representa la forma en que una superficie refleja la luz como una combinación de reflexión difusa y reflexión especular. Según la observación informal de Bui Tuong Phong, las superficies brillantes tienen reflejos especulares pequeños e intensos, mientras que las superficies opacas tienen reflejos grandes y menos intensos. El modelo de reflexión también contiene un término ambiental para tener en cuenta la luz dispersa en la escena general.

{Fin del capítulo 1}

Capítulo 2: Sombreado de Gouraud

El sombreado de Gouraud, llamado así por Henri Gouraud, es una técnica de interpolación empleada en gráficos por computadora para generar sombreado continuo de superficies representadas por mallas poligonales. En la práctica, el sombreado de Gouraud se utiliza con mayor frecuencia para generar