第9章 真实感图形处理VIP免费

1第9章真实感图形处理图形的真实感处理主要指场景隐藏线／面的消除、物体表面的明暗效果及其表面的色彩、纹理处理。29.1简单光照模型9.2多边形明暗处理9.3物体表面细节模拟9.6整体光照模型9.4阴影9.5透明39.1简单光照模型（局部）光的反射、透射与转化反射、透射、吸收4环境光光亮度是对光线复杂传播现象的抽象描述。在空中的任何位置、任何方向强度相等。环境光光亮度:Ie=KaIaIa入射的环境光亮度，Ka物体表面对环境光的反射系数(0~1)。5例如0.1aI4.0aK8.0aK6点光源向周围辐射等强度的光7漫反射光光亮度光源在景物表面的反射光中向空间各方向均匀反射出去的光。粗糙、无光泽物体（如粉笔）表面对光的反射。8]2,0[cosdpdKII漫反射光照明方程Ip-----点光源的入射光亮度Kd----物体表面漫反射系数(0~1)------入射角要计算物体表面的法矢要计算物体表面的法矢9)(NLKIKIIIIdpaade将环境光与漫反射结合起来例子10镜面反射光滑物体（如金属或塑料）表面对光的反射.高光入射光在光滑物体表面形成的特别亮的区域。11理想镜面反射12非理想镜面反射13镜面反射光照明方程nspsKIIcosn----镜面反射的会聚指数nspsRLKII)(V·R)n14将环境光、漫反射与镜面反射结合起来Phong光照模型])()([nsdpaasdeRVKNLKIKIIIII15光的衰减光在光源到物体表面过程中的衰减。衰减函数：)1,1min()(2210dcdccdfc0、c1、c2为用户获得场景中不同光照效果而供调整的系数。16Phong光照模型：])()([)(nsdpaaRVKNLKIdfKII17产生彩色选择合适的颜色模型----RGB模型为颜色模型中的每一种基色建立光照明方程：])()([)(])()([)(])()([)(nsBdBpBaBaBBnsGdGpGaGaGGnsRdRpRaRaRRRVKNLKIdfKIIRVKNLKIdfKIIRVKNLKIdfKII18系数分解dBdGdRaaBaGaRCCCKKKKdBdGdRddBdGdRCCCKKKKsBsGsRssBsGsRCCCKKKK基本色彩、亮度分别控制；环境光与漫反射光的基本色彩统一。19])()([)(])()([)(])()([)(nsBsdBdpBaBdBaBnsGsdGdpGaGdGaGnsRsdRdpRaRdRaRRVCKNLCKIdfICKIRVCKNLCKIdfICKIRVCKNLCKIdfICKI统一表示为：])()([)(nssddpadaRVCKNLCKIdfICKI=(r,g,b)新的光照明方程:20采用多个光源的光照明方程minissiddpiadaRVCKNLCKIdfICKIi1])()([)(21例子22一、常数明暗处理模型(均匀着色方法)9.2多边形明暗处理任取多边形上一点，利用光照明方程计算出它的颜色；用这个颜色填充整个多边形。适合情况•光源在无穷远处•视点在无穷远处•多边形是物体表面的精确表示23优点•每个多边形只需计算一次光照明方程，速度快缺点•相邻多边形颜色过渡不光滑例子24处理多边形集合或多面体时，常数明暗处理模型对每个多边形只计算一个光照强度值，然后用此值作为整个多边形平面的明暗值赋给多边形的每个象素，使多边形的每个点都具有相同的明暗度，这种方法称为常数明暗法或平面明暗法(Flat)。如果使用多边形来作为曲面的近似时，常数明暗处理就很难得出满意的光滑图形。当把曲面离散成许多小的平面多边形时，若离散度较粗，在光照的表面上使用常数明暗处理后，两个相邻的多边形会显出凸起或凹陷的折痕，在连接处就显得比周围处亮或暗，这就是所谓的马赫带效应。25光滑着色----插值–Gourand明暗处理模型(颜色插值))–Phong明暗处理模型(法矢量插值)26Gourand在1971年提出了光强度插值明暗算法。该算法较好地消除了用常数明暗法处理光强度的不连续性，但是在明暗强度函数的斜率急剧变化处仍可看到马赫带效应。即Gourand明暗算法不能完全消除光强度的不连续性。Gourand明暗算法的基本思想是在各多边形的公共顶点处，用前面得到的光照较准确地计算各顶点的反射光的明暗度。而对于各多边形内部各点的明暗度，则使用线性插值法计算各点的明暗度。Gourand明暗处理模型(颜色插值)27Gourand明暗处理算法简单，一般可以得到较满意的光...