owerpoint演示文稿-西南財(cái)經(jīng)大學(xué)-資料下載頁(yè)
2025-05-14 06:57本頁(yè)面
【正文】 Ks為鏡面反射系數(shù)，為 0～ 1之間的一個(gè)常數(shù) – It?為折射方向光強(qiáng)， Kt為透射系數(shù)，是 0 ～ 1之間的常數(shù) – Il?的計(jì)算可采用 Phong模型 因此，關(guān)鍵是 Is和 It的計(jì)算。如何計(jì)算呢？ ?????? tttsssl ICKICKII ???Witted光照模型 反射、折射方向計(jì)算 ? 已知視線方向 V，求其反射方向 R與折射方向 T（ N是表面的法向方向 ） ? 視線 V的反射方向 R ? 折射方向 T NVRLTi?i?t?i?t?VVNNR ??? )(2INT titi???????????)c o sc o s(令光線跟蹤算法的基本原理 ? 自然界中光線的傳播過(guò)程 光源 物體表面 物體表面 人眼 ? 光線跟蹤過(guò)程 光線傳播的逆過(guò)程 光線跟蹤算法的基本原理 ? 從視點(diǎn)向每個(gè) 象素發(fā)出一條光線，它與場(chǎng)景中的一些物體表面相交，最近的交點(diǎn)即為可見點(diǎn)，記為 P，像素的亮度即由 P點(diǎn)的亮度確定。由 Whitted光照模型可知， P點(diǎn)的亮度由三部分組成：其中 Il?可以直接由局部光照模型計(jì)算得到。 光線跟蹤算法的基本原理 ? 為了求 Is?和 It?，從 P點(diǎn)發(fā)出反射光線和透射光線，它分別交場(chǎng)景中的物體表面于 Ps和 Pt， Ps和 Pt點(diǎn)的亮度即分別為 Is?和 It? ，將它們求出代入 Whitted模型即可。但是， Is?和 It?同樣由Whitted模型確定，即 Whitted模型是一個(gè)遞歸式，從而計(jì)算 Is?和 It?需要重復(fù)以上的計(jì)算過(guò)程 :計(jì)算局部光亮度、發(fā)出反射光線與透射光線?？梢杂靡豢霉饩€樹來(lái)表示 光線跟蹤算法的基本原理 ? 遞歸終止條件： 光線不與場(chǎng)景中的任何物體相交 被跟蹤的光線達(dá)到了給定的層次 由于 Ks和 Kt都小于 0，當(dāng)光線經(jīng)過(guò)反射和折射后，其亮度會(huì)衰減。因此可以預(yù)先設(shè)置一個(gè)閾值，在進(jìn)行光線跟蹤時(shí)，若被跟蹤光線對(duì)像素亮度的貢獻(xiàn)小于這個(gè)閾值，便停止跟蹤。 光線跟蹤算法 算法描述 設(shè)置視點(diǎn)，投影平面以及窗口的參數(shù)； For （窗口內(nèi)的每一條掃描線） for （掃描線上的每一個(gè)像素） { 確定從視點(diǎn)指向像素中心的光線 ray； 像素的顏色 =RayTracing(ray,1)； } 光線跟蹤算法描述 Color RayTracing(Ray ray, int depth) { 求 ray與物體表面最近的交點(diǎn) P； if （有交點(diǎn)） { 用局部光照明模型計(jì)算 P點(diǎn)的 Ic； color = Ic。 if （ depth給定的最大跟蹤層次） { 計(jì)算 ray的反射光線； Is=RayTracing(反射光線， depth+1）； if （物體是透明的） { 計(jì)算 ray的透射光線； It=RayTracing(透射光線， depth+1)。 } color = Ic + Is + It 。 } } else color = black； return color 。 } 光線跟蹤算法 根據(jù)光線跟蹤基本原理，假設(shè)在顯示分辨率為N M的屏幕上生成圖形，必須從視點(diǎn)出發(fā)通過(guò)屏幕向景物發(fā)射 N M條光線。設(shè)每根光線在場(chǎng)景中經(jīng)過(guò)反射和折射平均派生出 d根光線，并設(shè)每一景物交點(diǎn)朝光源發(fā)射 m 條陰影探測(cè)光線，則總的光線數(shù)增加至 (m+1)dNM。當(dāng) m為 2， d為 5，N為 800， M為 600時(shí)，其光線數(shù)目是 720萬(wàn)條。這意味著需進(jìn)行 720萬(wàn)次直線與景物的求交計(jì)算才能完成圖形的繪制。龐大的求交量使圖形繪制耗費(fèi)大大增加。生成一幅中等復(fù)雜程度的真實(shí)感圖形需要數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)。 光線跟蹤算法 優(yōu)點(diǎn)： 能夠方便的產(chǎn)生陰影，模擬鏡面反射與折射現(xiàn)象。 缺點(diǎn)： 計(jì)算量大，每一條光線都要與場(chǎng)景中的物體進(jìn)行求交、計(jì)算光照模型等。
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