Renderização não fotorealista

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Maria Antonieta Faro Gusmão
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1 Renderização não fotorealista INF1339 Computação Gráfica Tridimensional Waldemar Celes sala 505 RDC Tecgraf, DI/PUC-Rio 7 de Outubro de 2015 W. Celes Renderização não fotorealista 1

2 Non-photorealistic rendering Ilustração técnica Cartoon Arte Demo from ATI W. Celes Renderização não fotorealista 2

3 Renderização de linhas Renderização da malha W. Celes Renderização não fotorealista 3

4 Renderização de linhas Renderização da malha Problema: conflito no valor de z Rasterização de linhas rasterização de poĺıgonos B A C W. Celes Renderização não fotorealista 3

5 Renderização de linhas Uso de polygon offset 1. Desenha preenchimento com offset positivo glpolygonoffset(1.0, 1.0); glenable(gl POLYGON OFFSET FILL); 2. Desenha linhas sem offset W. Celes Renderização não fotorealista 4

6 Renderização de linhas Uso de polygon offset 1. Desenha preenchimento com offset positivo glpolygonoffset(1.0, 1.0); glenable(gl POLYGON OFFSET FILL); 2. Desenha linhas sem offset Simples Exige duas passadas Permite highlight Pode falhar W. Celes Renderização não fotorealista 4

7 Renderização de linhas Uso do stencil buffer Para cada poĺıgono 1. Renderiza linha marcando stencil glstencilfunc(gl ALWAYS, 1, 1); glstencilop(gl KEEP, GL KEEP, GL REPLACE); glenable(gl STENCIL TEST); 2. Renderiza preenchimento sem fragmentos marcados no stencil glstencilfunc(gl NOTEQUAL, 1, 1); glstencilop(gl KEEP, GL KEEP, GL KEEP); glenable(gl STENCIL TEST); W. Celes Renderização não fotorealista 5

8 Renderização de linhas Uso do stencil buffer Para cada poĺıgono 1. Renderiza linha marcando stencil glstencilfunc(gl ALWAYS, 1, 1); glstencilop(gl KEEP, GL KEEP, GL REPLACE); glenable(gl STENCIL TEST); 2. Renderiza preenchimento sem fragmentos marcados no stencil glstencilfunc(gl NOTEQUAL, 1, 1); glstencilop(gl KEEP, GL KEEP, GL KEEP); glenable(gl STENCIL TEST); Baixo desempenho Deve-se ainda restaurar stencil após renderizar cada poĺıgono W. Celes Renderização não fotorealista 5

9 Renderização de linhas Uso de textura 1D Com multi-textura S s 1 st unit s 2 nd unit s 3 rd unit 0.0 W. Celes Renderização não fotorealista 6

10 Renderização de linhas Uso de textura 1D Com multi-textura S s 1 st unit level n level n+1 level n s 2 nd unit s 3 rd unit 0.0 W. Celes Renderização não fotorealista 6

11 Hidden line W. Celes Renderização não fotorealista 7

12 Hidden line Algoritmo 1. Marca z-buffer com preenchimento Com polygon offset Sem afetar color buffer 2. Renderiza linhas Com z-test ligado W. Celes Renderização não fotorealista 7

13 Hidden line W. Celes Renderização não fotorealista 8

14 Hidden line Algoritmo 1. Marca z-buffer com preenchimento Com polygon offset Sem afetar color buffer 2. Renderiza linhas visíveis Com z-test ligado 3. Renderiza linhas não visíveis Com z-test not equal W. Celes Renderização não fotorealista 8

15 Haloing W. Celes Renderização não fotorealista 9

16 Haloing Algoritmo 1. Marca z-buffer com linha grossa Com polygon offset Sem afetar color buffer 2. Renderiza linhas Com z-test ligado W. Celes Renderização não fotorealista 9

17 Haloing Algoritmo 1. Marca z-buffer com linha grossa Com polygon offset Sem afetar color buffer 2. Renderiza linhas Com z-test ligado Linhas mais grossas podem ocultar linhas visíveis perto dos corners Uma solução é encurtar as linhas grossas W. Celes Renderização não fotorealista 9

18 Toon shading Características Iluminação difusa com poucos tons Iluminação especular, em geral, com um tom Arestas desenhadas em preto Silhueta desenhada em preto W. Celes Renderização não fotorealista 10

19 Toon shading Iluminação difusa com poucos tons W. Celes Renderização não fotorealista 11

20 Toon shading Iluminação difusa com poucos tons Uso de textura 1D Filtro de textura para nearest s s = f (l n) W. Celes Renderização não fotorealista 11

21 Toon shading Iluminação difusa com poucos tons Uso de textura 1D Filtro de textura para nearest s s = f (l n) Para evitar aliasing Filtro de textura para linear s W. Celes Renderização não fotorealista 11

22 Toon shading Iluminação especular com um tom W. Celes Renderização não fotorealista 12

23 Toon shading Iluminação especular com um tom Uso de textura 1D Filtro de textura para linear s s = f (h n) W. Celes Renderização não fotorealista 12

24 Toon shading Renderização das arestas em preto W. Celes Renderização não fotorealista 13

25 Toon shading Renderização das arestas em preto Identificar arestas em pré-processamento Para cada aresta (adjacente a dois triângulos) cos 1 (n 0 n 1 ) > 60 o W. Celes Renderização não fotorealista 13

26 Toon shading Renderização da silhueta W. Celes Renderização não fotorealista 14

27 Toon shading Renderização da silhueta Métodos Processamento no espaço do objeto Para cada aresta, em cada quadro Arestas que tem triângulos adjacentes: front & back W. Celes Renderização não fotorealista 14

28 Toon shading Renderização da silhueta Métodos Processamento no espaço do objeto Para cada aresta, em cada quadro Arestas que tem triângulos adjacentes: front & back Renderização direta com textura Renderização direta com back faces W. Celes Renderização não fotorealista 14

29 Toon shading Renderização direta da silhueta com textura Uso de sphere mapping W. Celes Renderização não fotorealista 15

30 Toon shading Renderização direta da silhueta com textura Uso de sphere mapping Uso de mipmapping W. Celes Renderização não fotorealista 15

31 Toon shading Renderização direta da silhueta com back face 1. Desenha front faces 2. Desenha silhueta W. Celes Renderização não fotorealista 16

32 Toon shading Renderização direta da silhueta com back face 1. Desenha front faces 2. Desenha silhueta Alternativa 1: Desenha arestas das back faces em preto Com uso de polygon offset Pode variar espessura W. Celes Renderização não fotorealista 16

33 Toon shading Renderização direta da silhueta com back face 1. Desenha front faces 2. Desenha silhueta Alternativa 1: Desenha arestas das back faces em preto Com uso de polygon offset Pode variar espessura Alternativa 2: Desenha back faces em preto Valor do offset controla espessura da silhueta W. Celes Renderização não fotorealista 16

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