Pencahayaan Ambient, Diffuse, Specular

Untuk memperoleh gambar yang semirip mungkin dengan aslinya, perlu ditambahkan efek pencahayaan, karena pada dunia nyata pun semua benda dapat terlihat karena adanya cahaya. Efek pencahayaan dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu ambient, diffuse dan specular. Di bawah ini akan dijelaskan secara lebih rinci tentang ketiga efek pencahayaan tersebut.

Ambient

Ambient adalah efek pencahayaan yang telah membaur dengan lingkungan sehingga arah cahaya tidak dapat diketahui, seakan-akan cahaya datang dari segala arah. Efek ini akan mempengaruhi terang atau tidaknya suatu lingkungan yang terlihat oleh mata. Semakin banyak lampu maka ruangan semakin terang, sebaliknya jika lampu sedikit maka ruangan remang-remang.
Intensitas ambient pada suatu obyek dapat dicari dengan persamaan :

I = Ia * Ka

dimana,

I = Intensitas yang dihasilkan
Ia = Intensitas ambient
Ka = Koefisien ambient

Diffuse

Jenis pencahayaan yang kedua ialah diffuse. Diffuse adalah pencahayaan yang tergantung dari besarnya sudut yang dibentuk antara sinar dari lampu ke titik tabrak pada obyek dengan normal obyek. Sehingga posisi lampu sangat mempengaruhi efek diffuse ini. Intensitas diffuse dapat dicari dengan persamaan :

I = Ip * Kd (cosθ )

Dari persamaan intensitas diffuse tersebut cos θ dapat dihitung dengan melakukan dot product antara sinar dari lampu ke titik tabrak obyek dengan normal obyek itu, masing-masing merupakan unit vektor. Sehingga didapat persamaan baru

I = Ip * Kd * ( L • N )

dimana,

I= Intensitas yang dihasilkan
Ip = Intensitas diffuse dari sumber cahaya ‘x’
Kd = Koofisien diffuse
N = Vektor normal dari obyek
L = Vektor dari titik tabrak ke sumber cahaya
θ = Sudut antara N dan L

Specular

Specular adalah efek pencahayaan dimana bayangan sumber cahaya terlihat pada permukaan obyek. Efek specular terlihat pada obyek yang mengkilap. Semakin mengkilap permukaan suatu obyek maka makin jelas bayangan sumber cahaya yang terlihat pada permukaan obyek tersebut. Untuk mencari intensitas specular dapat digunakan persamaan sebagai berikut :

I = Ip * Ks (cos θ ) n

Dari persamaan intensitas specular tersebut cos θ menggunakan dot product antara arah pantulan dengan negasi dari arah sinar.

I = Ip * Ks * ( R • V ) n

dapat dihitung dengan dimana,

I= Intensitas yang dihasilkan
Is = Intensitas specular dari sumber cahaya ‘x’
Ks = Koofisien specular
n = Variabel yang menentukan luas area yang berkilau jika terkena cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya (bila n semakin besar maka cahaya semakin terfokus atau area yang berkilau menjadi lebih kecil)
R = Arah pantulan, berupa unit vektor
V = Negasi dari arah sinar

Sedangkan vektor R diperoleh dari − S + 2 * ( S • N ) * N

dimana,

S = Vektor dari titik tabrak ke sumber cahaya
N = Vektor normal dari obyek