- O que é o modelo de iluminação de Phong?
Passo 1
O enunciado pergunta o que é o modelo de iluminação de Phong. Esse conteúdo faz parte de computação gráfica e trata de como estimar a cor aparente de um ponto numa superfície quando ela é iluminada por uma ou mais fontes de luz. Para resolver, vamos ver a filosofia do modelo, suas componentes e a fórmula matemática associada.
Passo 2
O modelo de Phong é empírico e separa a contribuição total da luz em três componentes: ambiente, difusa e especular.
– A componente ambiente representa luz espalhada no ambiente que chega de todas as direções de forma uniforme.
– A componente difusa baseia-se na lei de Lambert e mede o brilho quando a luz incide diretamente na superfície, dependendo do ângulo entre o vetor normal e o vetor direção da luz.
– A componente especular simula o brilho de destaque (highlight) gerado por reflexões espelho-like, dependendo do alinhamento entre o vetor de reflexão da luz e o vetor direção ao observador.
– A componente ambiente representa luz espalhada no ambiente que chega de todas as direções de forma uniforme.
– A componente difusa baseia-se na lei de Lambert e mede o brilho quando a luz incide diretamente na superfície, dependendo do ângulo entre o vetor normal e o vetor direção da luz.
– A componente especular simula o brilho de destaque (highlight) gerado por reflexões espelho-like, dependendo do alinhamento entre o vetor de reflexão da luz e o vetor direção ao observador.
Passo 3
A formulação padrão do modelo de Phong define a intensidade final
em um ponto como
onde
são coeficientes de material para ambiente, difuso e especular,
é a intensidade da luz ambiente,
é a intensidade da fonte de luz,
é o vetor normal à superfície,
é o vetor direção da luz (normalizado),
é o vetor reflexão de
em relação a
,
é o vetor direção do observador (normalizado) e
é o expoente de “brilho” (shininess) que controla a largura do highlight especular.
Passo 4
Cada termo tem interpretação física ou visual:
– evita que regiões sombrias fiquem totalmente escuras;
– cria sombreamento suave segundo a orientação da superfície;
– produz efeitos de brilho intenso e focalizado, ajustáveis pelo expoente
.
Por ser simples e eficiente, o modelo de Phong é amplamente usado em renderização em tempo real.
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Por ser simples e eficiente, o modelo de Phong é amplamente usado em renderização em tempo real.
Resposta
O modelo de iluminação de Phong é um esquema empírico que calcula a cor de um ponto de superfície como soma de três termos – ambiente, difuso (Lambert) e especular – usando a fórmula
onde cada coeficiente e produto escalar controla a contribuição de luz ambiente, espalhamento difuso e reflexões especulares.