Luz especular

La iluminación especular identifica los resaltados especulares brillantes que se producen cuando la luz alcanza una superficie de objeto y se refleja hacia la cámara. La iluminación especular es más intensa que la luz difusa y cae más rápidamente en la superficie del objeto. Se tarda más tiempo en calcular la iluminación especular que la iluminación difusa, pero la ventaja de usarlo es que agrega detalles significativos a una superficie.

La reflexión especular de modelado requiere que el sistema sepa en qué dirección viaja la luz y la dirección hacia el ojo del visor. El sistema utiliza una versión simplificada del modelo de reflexión especular Phong, que emplea un vector medio para aproximar la intensidad de la reflexión especular.

El estado de iluminación predeterminado no calcula los resaltados especulares.

Ecuación de iluminación especular

La iluminación especular se describe mediante la siguiente ecuación.

Iluminación especular = Cs * sum[Ls * (N · H)^P * Atten * Spot]

Las variables, sus tipos y sus intervalos son los siguientes:

Parámetro	Valor predeterminado	Tipo	Descripción
Cs	(0,0,0,0)	Transparencia rojo, verde, azul y alfa (valores de punto flotante)	Color especular.
Sum	N/D	N/D	Suma de cada componente especular de cada luz.
N	N/D	Vector 3D (valores de punto flotante x, y y z)	Vértice normal.
H	N/D	Vector 3D (valores de punto flotante x, y y z)	Vector de medio camino. Vea la sección sobre el vector de medio camino.
P	0,0	Punto flotante	Potencia especular de reflexión. El intervalo es de 0 a +infinito
Ls	(0,0,0,0)	Transparencia rojo, verde, azul y alfa (valores de punto flotante)	Color especular claro.
Atten	N/D	Punto flotante	Valor de atenuación de luz. Consulte Atenuación y factor de contenido destacado.
Zona	N/D	Punto flotante	Factor destacado. Consulte Atenuación y factor de contenido destacado.

 

El valor de Cs es:

• color de vértice 1, si la fuente del material especular es el color de vértice difuso y el primer color de vértice se suministra en la declaración de vértice.
• color de vértice 2, si la fuente de material especular es el color del vértice especular y el segundo color de vértice se suministra en la declaración de vértice.
• color especular del material

Nota Si se usa alguna opción de origen de material especular y no se proporciona el color del vértice, se utiliza el color especular del material.

 

Los componentes especulares se sujetan de 0 a 255, después de que todas las luces se procesen e interpole por separado.

Vector de medio camino

El vector de medio camino (H) existe a medio camino entre dos vectores: el vector de un vértice de objeto a la fuente de luz y el vector de un vértice de objeto a la posición de la cámara. Direct3D proporciona dos maneras de calcular el vector de medio camino. Cuando se habilitan los resaltados especulares relativos a la cámara (en lugar de los resaltados especulares ortogonales), el sistema calcula el vector de medio camino utilizando la posición de la cámara y la posición del vértice, junto con el vector de dirección de la luz. La fórmula siguiente ilustra esto.

H = norm(norm(Cp - Vp) + L_dir)

 

Parámetro	Valor predeterminado	Tipo	Descripción
Cp	N/D	Vector 3D (valores de punto flotante x, y y z)	Posición de la cámara.
Vp	N/D	Vector 3D (valores de punto flotante x, y y z)	Posición del vértice.
Ldir	N/D	Vector 3D (valores de punto flotante x, y y z)	Vector de dirección de la posición del vértice a la posición de la luz.

 

La determinación del vector a medio camino de esta manera puede ser de cálculo intensivo. Como alternativa, el uso de resaltados especulares ortogonales (en lugar de resaltados especulares relativos a la cámara) indica al sistema que actúe como si el punto de vista estuviera infinitamente distante en el eje Z. Esto se refleja en la fórmula siguiente.

H = norm((0,0,1) + L_dir)

Esta configuración es menos intensiva en computación, pero mucho menos precisa, por lo que se usa mejor en las aplicaciones que usan la proyección ortogonal.

Ejemplo

En este ejemplo, el objeto se colorea con el color de luz especular de la escena y un color especular del material.

Según la ecuación, el color resultante para los vértices de objeto es una combinación del color del material y el color claro.

En la siguiente ilustración se muestra el color del material especular, que es gris, y el color de luz especular, que es blanco.

El resaltado especular resultante se muestra en la ilustración siguiente.

La combinación del resaltado especular con la iluminación ambiental y difusa genera la siguiente ilustración. Con los tres tipos de iluminación aplicados, esto se parece más claramente a un objeto realista.

La iluminación especular es más intensiva para calcular que la iluminación difusa. Normalmente se usa para proporcionar pistas visuales sobre el material de la superficie. El resaltado especular varía en tamaño y color con el material de la superficie.

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