真實感圖形ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-01 03:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 正如自然界不可缺少陽光一樣，繪制真實感的三維物體必須進行光照處理。光線照射到物體表面時，可能被物體吸收、反射或透射。光的反射和透射部分進入視覺系統(tǒng)，使我們能夠看見物體。光的顏色由波長決定。一束白光含有所有可見波長的光。白光照射物體時，只有所有可見光被物體等量吸收時才會呈現(xiàn)灰色。如果不被等量吸收，物體會呈現(xiàn)出不同的顏色。光的亮度由光強決定，從物體表面反射出來的光強取決于光源的位置和光強、物體材質(zhì)，物體表面位置、物體表面法線和視點的位置等因素。 計算機圖形學的光照模型分為局部光照模型和全局光照模型。局部光照模型僅考慮光源直接照射到物體表面所產(chǎn)生的效果，物體表面通常被假設為不透明且具有均勻的反射率。局部光照模型能表現(xiàn)出光源直接照射在漫反射物體表面上所形成的連續(xù)明暗色調(diào)、鏡面的高光以及由于物體相互遮擋而形成的陰影。整體光照模型除了考慮上述因素外，還考慮周圍環(huán)境對物體表面的影響，能模擬鏡面的映象、光的折射以及相鄰表面之間的色彩輝映等精確的光照效果。 ? ? 環(huán)境光模型 ? 漫反射光模型 ? 鏡面反射光模型 ? 光強的衰減 材質(zhì)模型和光照模型 材質(zhì)（ material）是指物體表面對光的反射特性，使用光的反射率來表示。就材質(zhì)而言，其 RGB值的大小對應于材質(zhì)對該色光的反射百分比。 同光源一樣，材質(zhì)也由環(huán)境色、漫反射色和鏡面反射色等分量組成，分別說明了物體對環(huán)境光、漫反射光和鏡面反射光的反射率反射程度。 材質(zhì)影響物體的顏色，在進行光照計算時，材質(zhì)對環(huán)境光的反射率與光源的環(huán)境光相結合，對漫反射光的反射率與光源的漫反射光相結合，對鏡面光的反射率與光源的鏡面反射光相結合。對環(huán)境光與漫反射光的反射程度基本決定了材質(zhì)的顏色，而且二者十分接近。對鏡面反射光的反射率通常是白色或灰色（即對鏡面反射光中紅、綠、藍三原色的反射率相同）。鏡面反射高光最亮的地方將變成具有光源鏡面光強度的顏色。 材質(zhì) 名稱 環(huán)境光 反射率 漫反射光 反射率 鏡面反射光 反射率 聚光 指數(shù) 金 5 銀 6 綠寶石 3 紅寶石 3 常用物體的材質(zhì)屬性 環(huán)境光模型 物體沒有受到光源的直射，但其表面仍有一定的亮度，這是環(huán)境光（ ambient Light）在起作用。環(huán)境光是環(huán)境中其它物體散射到該物體表面后再反射出來的光。由周圍各物體多次反射所產(chǎn)生的環(huán)境光來自周圍各個方向，又均勻地向各個方向反射，如圖 1011所示。例如從墻壁、地板及天花板等反射回來的光是環(huán)境光。 如果用 Ia表示環(huán)境光入射強度的大小，則表面上一點對環(huán)境光的反射強度 Ie可表示為： aae IkI ??環(huán)境光 漫反射光模型 漫反射光（ diffuse light）可以認為是在位置光源（點光源）的照射下，光被物體表面吸收后，然后重新反射出來的光。漫反射光是從一點照射，向多個方向反射，均勻地散布在各個方向，因此同觀察者的位置無關，如圖 1012所示。正是由于漫反射光才使我們清清楚楚地看清到物體。 朗伯 (lambert)余弦定理總結了位置光源所發(fā)出的光線照射在一個完全漫反射物體上光的反射法則。根據(jù)朗伯定律，物體漫反射出來的光強同入射光與物體表面法線之間夾角的余弦成正比。即 ?c o s??? pdd IkI漫反射光 鏡面反射光模型 鏡面反射光（ specular light）是朝一定方向反射的光。在光線的照射下，光滑物體會形成一片非常亮的區(qū)域，稱為高光區(qū)域。物體表面光滑，高光區(qū)域小，亮度很高；物體表面粗糙，高光區(qū)域大，
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