8.3. Modeli i osvjetljavanja (ostvarivanje sjena [49-63])

Pitanja koja prate video predavanja:

1. Zašto je ostvarivanje sjena važno za iscrtavanje 3D scena? Koje nam informacije može prenijeti?
2. Koje dvije vrste sjena razlikujemo? Koja vrsta sjene postoji samo ako izvor ima određenu površinu (nije točkast)?
3. Za kakve izvore nam se ne isplati sjene zapeči u teksture?
4. Kako su sjene ostvarene u postupku praćenja zrake, a kako u postupku isijavanja?
5. Kako se primijenjuju lažne sjene? Kako ih možete prepoznati?
6. Kako se dobivaju projicirane sjene? Koji se problemi javljaju pri ovom postupku?
7. Za vježbu:
• Nacrtajte manju kružnicu i desno od nje okomitu dužinu (zid) na kojoj promatramo sjene. Označite kako će izgledati sjena i koje vrste sjena dobivamo ako s lijeve strane stavimo:
• točkasti izvor svjetlosti
• štapićasti izvor svjetlosti u obliku manje dužine, aproksimiran s tri točkasta izvora jednoliko raspoređena po dužini izvora (pritom se doprinosi točkastih izvora zbrajaju)

Mape sjene

1. Kako se grade mape sjene?
2. Iz koje lokacije se sjene projiciraju u L-spremnik?
3. Kako provjeravamo nalazi li se piksel u sjeni? Koje vrijednosti uspoređujemo?
4. Zašto su sjene ovog postupka zrnate? Kako ih možemo zagladiti bez povećavanja memorijskih zahtjeva?
5. Kako izgleda neželjeni učinak akni sjena? Kako diskretizacija L-spremnika (dubine) utječe na veličinu akni?
6. Zašto se primicanjem vrijednosti L-spremnika bliže izvoru (dubina-odmak) ublažava ovaj problem diskretizacije?
7. Koji neželjeni učinak dobivamo kada je odmak prevelik (sjena gubi kontakt s objektom)?
8. Kako kaskadne mape sjena utječu na kompromis između memorijskih zahtjeva i kvalitete sjena?
9. Za vježbu:
• Za 2D scenu s izvorom i krugom odaberite očište i točku u sjeni.
• Grafički provedite algoritam mapa sjena i provjerite radi li ispravno.
• Obavezno označite proizvoljnu prostornu diskretizaciju L-spremnika (u obliku razlomljene dužine malo ispred očišta) i njegove projicirane teksele (granice i točke uzoraka).
• Pretpostavite da se dubine teksela uzorkuju jednom zrakom kroz središte teksela.
• Razmislite, kako bi izgledala sjena da vrijednosti L-spremnika odmaknemo dalje od izvora (dubina+odmak)?
• Ako mapu sjena gradimo perspektivnom projekcijom, hoće li svi projicirani tekseli biti istih dimenzija?
• Utječe li dimenzija teksela na preciznost sjena?
• Kako će veličina ovisiti o kutu projekcije? Za kakve kuteve će biti iznimno veliki?

Volumen sjene

1. Od čega je izgrađen volumen sjene?
2. Kako znamo nalazi li se promatrana točka (piksel) u sjeni?
3. Mogu li ovim postupkom objekti bacati sjene na same sebe?
4. Kakvi su rubovi sjene u usporedbi sa mapom sjena?
5. Kako se ažurira spremnik maske projiciranjem prednjih poligona volumena sjene?
6. Kako se ažurira spremnik maske projiciranjem stražnjih poligona volumena sjene?
7. O čemu ovisi rezolucija korištenog spremnika maske?
8. O čemu ovisi dubina (raspon) korištenog spremnika maske?
9. Hoće li algoritam ispravno raditi ako se promatrač nalazi u sjeni? Kako to možemo ispraviti?
10. Kako uporaba siluete objekta utječe na zahtjevnost postupka volumena sjene?
11. Koja su dva pristupa prikupljanja bridova siluete?
12. Kako se razlikuju pristupi popunjavanja spremnika maske?
13. Za vježbu:
• Za 2D scenu s izvorom i krugom odaberite očište i točku u sjeni.
• Grafički provedite algoritam volumena i provjerite radi li ispravno.
• Obavezno označite poligone (dužine) koji omeđuju volumen (površinu) sjene.