========
Základní algoritmy a principy počítačové grafiky  – metody vizualizace, určení viditelnosti a osvětlení, reprezentace grafické informace, OPENGL.
========

Přehled
--------

Vrhání paprsku
""""""""
* rastrová objektově orientovaná metoda
* ray casting - hledáme nejbližší objekt zasažený paprskem směřující od pozorovatele a procházejícím průmětnou

Sledování paprsku
""""""""
* rozšíření vrhání paprsku = sledování nekončí po nalezení nejbližšího objektu – sledodvání paprsku vyššího řádu
* ray traycing – realistické zobrazení scény odrazivost, průhlednost tělesa – stíny a odlesky v algoritmu je dopočítávání osvětlení pro paprsek

Výpočet osvětlení ve scéně, metody stínování, Phongův osvětlovací model.
------

Phong
""""""
osvětlení I je součtem 3 složek: difůzní Id, speculární Is, ambientní Ia, I = Id + Is + Ia
vypočítáváno pro každý pixel
okolní světlo se vypočítává jen jednou
difůzní a speculární světlo se vypočítá pro každý bod povrchu a pro všechny zdroje světla
difůzní složka 
způsobená odrazem a lomem světla na nerovném povrchu
není závislá na směru pohledu – odraz do všech směrů
závisí pouze na úhlu dopadu
charakteristické pro matná tělesa
koeficient od 0 do 1
ambientní složka
všesměrové konstantní světlo
napodobuje sekundární odražené světlo
nezávisí na úhlu pohledu ani směru a velikosti osvětlení
zabraňuje tomu, aby odvrácené plochy byly černé
speculární složka
směrová složká
zrcadlová složka
zrcatdlové (hladké) objekty mají pouze tuto složku
vede k vytváření odlesků
charakteristická pro lesklá tělesa
koeficient zrcadlového odrazu od 0 do 1
stupeň ostrosti zrcadlového odrazu od 1 do 100

Metody stínování
""""""
Konstantní stínování
pro každou plochu stínovaného tělesa se vypočte osvětlení a plocha se obarví vypočtenou barvou
vhodné pro hranatá tělesa

Gouraudovo stínování
""""""
osvětlení se vypočte na vrcholech plochy a výsledná barva se interpoluje v ploše
vhodné pro matné plochy

Phongovo stínování
""""""
normála se vypočte ve vrcholech plochy a vypočtená normála se interpoluje
osvětlení se vypočítává pro každý bod s interpolovanou normálou

Algoritmus viditelnosti
------

paměť hloubky. Popište princip. Problematika perspektivně korektní interpolace.
"""""""
Z-buffer – paměť hloubky
používání paměti hloubky, která tvoří dvojrozměrné pole, jehož rozměry jsou totožné  s rozměry  zobrazovacího okna
jestliže plocha rozložená na pixeli bude blíže k pozorovateli než z-buffer, tak se daný pixel obarví
z-buffer se poté upraví a uloží si souřadnice

Malíř
"""""""
objektově orientovaný algoritmus
princip překreslování vzdálenějších ploch plochami v popředí
nanášení barev na plátno 
setřídění podle z-tové souřadnice – odzadu dopředu
nelze použít pro protínající se plochy
možnost zacyklení algoritmu – vzájemné překrývání

Warnockův
"""""""
dělení obrazovky
rastrový algoritmus
žádná stěna nemá v sobě jen pozadí, jediná stěna má celou výplň jednoho tělesa, jedna stěna zasahuje těleso + barvu pozadí, několik stěn obsahuje obě barvy
vytváří se seznam pro každé uvažované těleso