真實感圖形ppt課件(2)(編輯修改稿)
2025-05-28 22:20 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ????????????????????])()([)(])()([)(])()([)(nsBsdBdpBaBdBaBnsGsdGdpGaGdGaGnsRsdRdpRaRdRaRRVCKNLCKIdfICKIRVCKNLCKIdfICKIRVCKNLCKIdfICKI])()([)( nssddpada RVCKNLCKIdfICKI ????? ??????BGR ,??南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計算機系 徐少平 簡單光照明模型 多個光源 ? 采用多個光源 – 采用 m個光源的光照明方程 ???????minissiddpiadaRVCKNLCKIdfICKIi1])()([)( ??????南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計算機系 徐少平 簡單光照明模型 多個光源 – 例子：其中 a圖：線框圖 b圖：環(huán)境光 c圖：增加漫反射 d圖：增加鏡面反射 e圖：增加光的衰減 f圖：兩個點光源 南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計算機系 徐少平 Phong光照明模型的 不足 ? Phong光照明模型是真實感圖形學(xué)中提出的第一個有影響的光照明模型 ? 經(jīng)驗?zāi)Ｐ停?Phong模型存在不足： – 顯示出的物體象塑料，無質(zhì)感變化 – 沒有考慮物體間相互反射光 – 鏡面反射顏色與材質(zhì)無關(guān) – 鏡面反射大入射角失真現(xiàn)象 南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計算機系 徐少平 多邊形繪制方法 ? 分類： 均勻著色與光滑著色 ? 均勻著色 方法：任取多邊形上一點，利用光照明方程計算出它的顏色，用這個顏色填充整個多邊形 適用場合： 1）光源在無窮遠處； 2）視點在無窮遠處； 3）多邊形是物體表面的精確表示； 南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計算機系 徐少平 多邊形繪制方法 ? 缺點：產(chǎn)生的圖形效果不好。 ? 如左圖：相鄰兩個多邊形的法向不同，計算出來的顏色也不同，因此造成整個物體表面的顏色過渡不光滑。 ? 如何解決？ ? 光滑著色，亦稱插值著色 Gouraud著色方法 Phong著色方法 南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計算機系 徐少平 Gouraud著色方法 ? Gouraud于 1971年提出，又被稱 Gouraud明暗處理 ? 基本思想：在每個多邊形頂點處計算顏色，然后在各個多邊形內(nèi)部進行線性插值，得到多邊形內(nèi)部各點顏色。即它是一種 顏色插值著色方法。 ? 注意： Gouraud著色方法并不是孤立的處理單個多邊形，而是將構(gòu)成一個物體表面的所有多邊形（多邊形網(wǎng)格）作為一個整體來處理。 南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計算機系 徐少平 Gourand 著色方法 ? 對多邊形網(wǎng)格中的每一個多邊形，Gourand 著色處理分為如下四個步驟： – 步驟 計算多邊形的單位法矢量 計算多邊形頂點的單位法矢量 南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計算機系 徐少平 ? 與某個頂點相鄰的所有多邊形的法向平均值近似作為該頂點的近似法向量 ? 計算出的平均法向一般與該多邊形物體近似曲面的切平面比較接近 Gouraud著色方法 頂點法向計算 ?????niniivNiNN11南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計算機系 徐少平 Gourand 著色方法 利用光照明方程計算頂點光強（顏色） 對多邊形頂點光強（顏色）進行雙線性插值，獲得多邊形內(nèi)部各點的光強（顏色） 南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計算機系 徐少平 Gourand 著色方法 光強插值 ? 雙線性光強插值：假設(shè)待繪制的三角形投影為P1P2P3,Pi的坐標為 (xi,yi),i=1,2,3；一條掃描線與三角形的兩條邊分別交于 A(xA,yA),B(xB,yB)兩點。 P(x,y)是 AB上的一點。 A點的顏色 IA由 PP2點的顏色 I I2線性插值得到 BABAAABBPBBBAAAIxxxxIxxxxIIyyyyIyyyyIIyyyyIyyyyI??????????????????3311131322111212南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計算機系 徐少平 Gourand 著色方法 增量算法 ? 采用增量算法可以加速計算。 ? 1）當掃描線 y遞增一個單位變?yōu)?y+1時，IA、 IB的增量分別為 DIA ， DIB，即 31312121,1,1,yyIIIyyIIIIIIIIIBAByByBAyAyA???D???DD??D?? ??其中：南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計算機系 徐少平 Gourand 著色方法 增量算法 ? 2）當 x遞增一個單位時， IP的增量為 DIP 即 ABABPPxPxPxxIIIIII???DD???其中：,1,南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計算機系 徐少平 Gourand 著色方法 ? 優(yōu)點： 能有效的顯示漫反射曲面，計算量小 ? 缺點： ? 高光有時會異常 ? 當對曲面采用不同的多邊形進行分割時會產(chǎn)生不同的效果。 ? Gouraud明暗處理會造成表面上出現(xiàn)過亮或過暗的條紋，稱為馬赫帶（ Mach_band）效應(yīng) ? 改進－ Phong提出雙線性法向插值，以時間為代價，解決高光問題 南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計算機系 徐少平 Phong著色方法 ? 基本思想：通過對多邊形頂點的法矢量進行插值，獲得其內(nèi)部各點的法矢量，又稱為法向插值著色方法。 – 步驟 計算多邊形單位法矢量 計算多邊形頂點單位法矢量 對多邊形頂點法矢量進行雙線性插值，獲得內(nèi)部各點的法矢量 利用光照明方程計算多邊形內(nèi)部各點顏色 南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計算機系 徐少平 Phong著色方法 法向插值 NA由 N N2線性插值得到： BABAAABBPBBBAAANxxxxNxxxxNNyyyyNyyyyNNyyyyN
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