Renderização e aplicações

Relevo fractal, normais e luz

Um fractal com aspeto 3D não requer necessariamente um fractal volumétrico. Um campo escalar bidimensional pode ser interpretado como altura, diferenciado em normais e sombreado como uma superfície.

Relevo fractal tridimensional rosa sobre fundo preto
Relevo 3D no MandelKit: altura, normais e iluminação traduzem dados fractais escalares numa interpretação espacial.Imagem: Björn Kindler / MandelKit · MandelKit · Eigene Darstellung · Own work

Escolha o campo de altura

A iteração suave, o potencial, a distância ou um efeito composto podem conferir altura. A escala não linear e o limitador determinam se os detalhes finos dos limites se tornam uma crista, um planalto ou ruído. O campo escolhido é uma interpretação artística, e não um terreno físico.

A contagem de iterações, o potencial suave e os campos de distância produzem alturas muito diferentes. As iterações brutas criam degraus, o potencial contínuo cria terraços mais suaves e a distância cria cumes de fronteira bem definidos. A altura deve ser normalizada antes da iluminação e a sua escala deve ser guardada. Caso contrário, uma alteração no gradiente pode alterar o relevo, mesmo que o utilizador espere apenas uma alteração de cor.

Normais de amostras vizinhas

As diferenças finitas estimam as inclinações horizontais e verticais. O seu produto cruzado ou fórmula de gradiente equivalente determina a direção normal. O passo de amostragem deve seguir a escala dos píxeis de saída; caso contrário, o zoom profundo ou a exportação em alta resolução alteram a nitidez aparente.

As normais resultam das diferenças entre amostras de altura vizinhas. A sua intensidade depende do espaçamento entre píxeis e do zoom; uma diferença fixa não escalada faz com que o mesmo relevo pareça mais acentuado noutra resolução. As diferenças centrais são mais simétricas do que as unilaterais. As bordas dos mosaicos necessitam de amostras de halo para evitar linhas de junção na iluminação.

Luz direcional e pontual

A luz direcional utiliza uma única direção em todo o lado, como uma fonte distante. A luz pontual depende do vetor e da distância em relação a cada ponto da superfície e pode atenuar-se. Termos como «ambiental», «difusa», «especular» e «tipo oclusão» devem refletir controlos distintos e estados ativos.

A luz direcional tem uma direção para cada pixel. A luz pontual também necessita de uma posição e distância em relação a cada ponto da superfície, produzindo mudanças de direção e atenuação. Um botão da interface de utilizador que altere apenas o seu rótulo, enquanto o shader continua a ler um uniforme de direção, nunca poderá ativar a luz pontual. O modelo de estado, o layout do uniforme e o ramo do shader devem ter o mesmo tipo de luz.

Fontes e leituras complementares

Este artigo resume as seguintes fontes especializadas, utilizando a redação original. Acedido e revisto editorialmente em 12 de agosto 2026.

  1. The Science of Fractal ImagesSpringer
  2. Metal overviewApple Developer Documentation