Aunque este weblog no tuvo mucho o ningún éxito (ni un solo comentario y este servicio no tiene ninguna herramienta para seguir las visitas) he decidido comprar un dominio y pagar un hosting para poder crear un weblog basado en wordpress.
Podeis encontrarlo en Caos do Ar: Blog.
Aunque he abandonado un poco la temática de informática gráfica podeis encontrar el raytracer que programé mientras escribía este weblog en trazando rayos.
También estoy haciendo mis pinitos con CSS que podeis ver en la web de Ikebana que es una empresa ficticia y forma parte de un plan de marketing para una asignatura de dirección empresas de una amiga.
La razón del cambio del nombre lo podeis encontrar en el poema Caos do Ar.
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La radiosidad (radiosity en inglés) es un método para simular la interreflexión difusa. Esto es que simula la reflexión difusa directa e indirecta procedente de las fuentes de luz y de los demás objetos de la escena.
Vamos a explicar como funcionaría un sistema de radiosidad progresiva.
Lo primero que se va a hacer para poder aplicar el método de radiosidad es dividir los objetos de la escena en "patches" o parcelas. Estas suelen ser subdivisiones triangulares o cuadradas de la malla del objeto.
Cada parcela puede "expulsar" luz, la luz "expulsada" es la luz emitida mas la luz reflejada y la luz reflejada es la luz que incide sobre la parcela por su índice de reflexión.
luz_expulsada = luz_emitida + luz_reflejada
luz_reflejada = luz_incidente * indice_reflexión
La radiosidad progresiva se hace en varios pasos. Primero se calcula la luz que incide directamente sobre las parcelas comprobando simplemente si hay visión directa entre la funte de luz y la parcela.
Ahora estas parcelas funcionan como nuevas fuentes de luz, así que se vuelve a calcular para cada parcela las funtes de luz que le afectan (directamente).
Después de un determinado número de veces de aplicar el método de radiosidad progresiva el realismo que se consigue aplicandolo una vez más no es apreciable, en ese momento pararemos de aplicar el método.
Los problemas de este método son la división de los objetos en parcelas o "patches", la simulación de todas las fuentes de luz y el momento de detener el algoritmo.
El problema de la división en parcelas lo ignoraremos por ahora para esta explicación.
Para el problema de la simulación de las fuentes de luz daré en un proximo post una posible solución facilmente acelerable por hardware y que todavía no he probado por lo que puede que cometa algún error en mi explicaciones que intentaré revisar.
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Los algoritmos de iluminación global simulan la interacción entre las fuentes de luz y los objetos de una escena que son afectados directamente por ellas (iluminación directa) y la interacción de la luz reflejada entre los objetos de la escena (iluminación indirecta).
Por contra existen los algoritmos de iluminación local en los cuales solo se simula la iluminación directa.
Cuando un rayo de luz colisiona con un objeto este puede ser absorvido (totalmente o en parte), reflejado o refractado. Un rayo reflejado o refractado puede colisionar con otro objeto que no se viese influenciado directamente por la fuente de luz.
Las imagenes creadas usando iluminación global resultan más realistas que las que solo usan iluminación local pero también son computacionalmente más complejos.
Como ya comentamos la reflexión puede ser difusa o especular, explicamos que la reflexión difusa es la que se produce al colisionar los rayos de luz con superficies rugosas, estes rayos pueden ser reflejados en cualquier dirección, por contra los rayos reflejados de forma especular su dirección solo viene determinada por el ángulo de incidencia con respecto a la normal de la superficie (siendo el ángulo de entrada igual al ángulo de salida).
Así que los objetos con reflexión especular funcionan como nuevas fuentes de luz que envian rayos en todas las direcciones desde las zonas iluminadas por otras fuentes de luz, pudiendo ser estas también rayos reflejados por otro objeto. Esto es a lo que se conoce como interreflexión difusa.
Enlaces relacionados
Iluminación global (Wikipedia - Inglés)
Reflexion difusa (Wikipedia - Inglés)
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Dispersión de la luz
Es la descomposición en sus colores básicos de un rayo de luz al atravesar un prisma.
Este fenómeno se debe a que las distintas radiaciones que componen la luz se propagan a mayor velocidad cuanto mayor sea su longitud de onda.
El coeficiente de refracción se relaciona con la velocidad de la luz de la siguiente forma:
n = c / v
donde n es el coeficiente de refracción, c la velocidad de la luz en el vacio y v la velocidad de la luz en el nuevo medio.
Por lo que cuanto mayor sea la longitud de onda menos se desviará el rayo, así el espectro de luz visible será: rojo, amarillo, verde, azul, añil y violeta.
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Reflexión de la luz
Es el cambio de dirección que experimenta un rayo luminoso al colisionar con la superficie (reflectante) de los cuerpos.
La reflexión puede ser difusa si la superficie es rugosa y especular si la superficie es lisa.
Refracción de la luz
Es el cambio de velocidad y dirección que experimenta un rayo luminoso al pasar de un medio a otro con distinto indice de refracción.
La Ley de Snell explica la relación entre los indices de refracción y el ángulo del rayo incidente y del rayo refractado con respecto a la normal de la superficie:
Sen i / Sen r = n2 / n1
Siendo n1 y n2 el índice de refracción del medio del rayo incidente y el del rayo refractado respectivamente
Ángulo límite y reflexión total
Por la ley de snell sabemos que cuando un rayo pasa a un medio con un índice de refración menor se aleja de la normal. Cuanto mayor sea el ángulo de incidencia mayor será el ángulo del rayo refractado con la normal, hasta llegar a los 90º (pi/2 radianes) en el que el rayo saldrá rasante a la superficie de separación de los medios. Para ángulos mayores no se producirá refracción sino reflexión. Este fenómeno se conoce como Reflexión Total y el ángulo de incidencia para que el ángulo de refracción sea 90º se llama Ángulo límite
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