【正文】 交點(diǎn)坐標(biāo) 。 此外 ， 包圍盒比包圍球更可靠 ⒊ 包含性檢查算法 包含性檢查是檢查 P(x, y, z)是否在多邊形 V(V1, V2, … , Vn)之內(nèi) 。 Vi是多邊形的頂點(diǎn) ， 坐標(biāo)為 (xi, yi, zi)， 1≤i≤n。 包含性檢查的算法思想如下： ⑴ P與 V在 xOy內(nèi)的投影為 P?與 V?， 設(shè) Vi?所含的一個(gè)頂點(diǎn) 。則 P?、 Vi?的坐標(biāo)為 P?=(x, y)， Vi?=(xi, yi) 水平線交點(diǎn)的奇偶記數(shù) ⑵ 由 P?向水平方向做一條射線與 V?各邊相交 ， 如果交點(diǎn)為奇數(shù)個(gè) ， 說(shuō)明 P?在多邊形之內(nèi)；如果交點(diǎn)為偶數(shù)個(gè) ， 說(shuō)明 P?在多邊形之外 。 如圖 光線跟蹤算法中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ?光線跟蹤算法中的每一條光線要與場(chǎng)景中的各個(gè)物體所含的各個(gè)面求交。有必要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理 ?對(duì)于多面體，常采取鏈表構(gòu)成的樹形結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分層表達(dá)與管理。 表面圖案的描繪 將一幅平面圖案描繪到物體表面上的過(guò)程如下： ⑴ 將平面圖案上的各點(diǎn) (x?, y?)映射到物體表面的各點(diǎn) (x, y, z) ⑵ 求出點(diǎn) (x, y, z)處新的反射系數(shù) ⑶ 用光照模型計(jì)算物體表面點(diǎn) (x, y, z)的色彩明暗 表面圖案與紋理 兩個(gè)凸多邊形中的點(diǎn)的映射 對(duì)于目的四邊形 S內(nèi)的任一點(diǎn) P， 與在 S?內(nèi)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)P?的映射關(guān)系為： 39。39。 2 121ffff ?39。39。 2 121eeee?凸四邊形 S和 S?之間的 位置映射算法 如下： ⑴ 求 S中的邊的交點(diǎn) F、 E， 以及 S?中的邊的交點(diǎn) F?、 E?的位置 ⑵ 對(duì)于目的多邊形 S中的每一個(gè)元素 P， 尋找 S?中對(duì)應(yīng)位置 P? ① 求 PF與 AB的交點(diǎn) P1， 由 P1得 f1/f2；求 PE與 BC的交點(diǎn) P2，由 P2得 e1/e2 ② 由 f1?/f2?=f1/f2得 P1?的位置 ， 由 e1?/e2?=e1/e2得 P2?的位置 ③ 求 P1? F ?與 P2?E?的交點(diǎn) ， 即為點(diǎn) P?的位置 ④ 取 P?的色彩 ， 求得 P點(diǎn)新的反射系數(shù) 凹多邊形劃分為多個(gè)凸四邊形分別進(jìn)行映射 ? 對(duì)于邊數(shù)大于 4的多邊形 ， 可以用網(wǎng)格的辦法將目的多邊形 S和源多邊形 S?相互對(duì)應(yīng)地劃分為凸四邊形網(wǎng)格 。 對(duì)于網(wǎng)格中的每個(gè)四邊形施行上述變換 表面紋理的描繪 Blinn在 1978年提出，用擾動(dòng)物體表面法線方向的方法來(lái)模擬表面凹凸紋理的真實(shí)感顯示效果 物體的新表面 S(u, v)定義為 S(u, v)=Q(u, v)+P(u, v) uPuPuQuS )||(|| NNNN ?????vPvPvQvS )||(|| NNNN ?????式 ()對(duì) u、 v分別求偏導(dǎo)函數(shù)，得 ||NN上式中第三項(xiàng)皆可忽略 ， 即得 || NN???uPuQuS|| NN???vPvQvS記 NS為 S(u, v)的法向量 。 法向量可以表示為兩個(gè)偏導(dǎo)向量 Su和 Sv的叉積 ， 即 NS = Su?Sv ||)(||)(NNNNN ?????? uQvPvQuPvQuQS||)(||)(NNNNN ???? uQvPvQuP= 紋理映射的例子 圖形顏色和顏色模型 一個(gè)真實(shí)感圖形離不開顏色，所以說(shuō)真實(shí)感圖形與顏色 有密切關(guān)系，但對(duì)于顏色認(rèn)識(shí)本質(zhì)直到現(xiàn)在還不十分清楚， 它涉及到物理學(xué)、化學(xué)、心理學(xué)及生理學(xué) 顏色空間 顏色本質(zhì) 顏色與物體本身、光源、周圍環(huán)境及觀察者視覺有關(guān)系 . 人們之所以能見到物體，是因?yàn)槲矬w本身發(fā)出光，另外亦能見到其它的一些物體，這是因?yàn)樗鼈兡芊瓷涔狻Ｒ粡埌准埧雌饋?lái)為白色，就因?yàn)樗诎坠庹丈湎拢阉蓄伾挤瓷涞袅?，什么光也沒有被吸收。如果用藍(lán)色燈光照射白紙，這紙看起來(lái)呈藍(lán)色 顏色的基本概念 顏色的幾個(gè)術(shù)語(yǔ) （ 1）在心理生物學(xué)上 a、色彩：顏色的“色彩” b、色飽和度：顏色的純度。即單色光中摻入白光度量。 c、明度（亮度）：光強(qiáng)度 （ 2）在心理物理學(xué)上 a、主波長(zhǎng)：觀察光線所見顏色光的波長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)于色彩 b、色純度：光的色飽和度 c、亮度：顏色光強(qiáng)度 （ 3）顏色三刺激理論 三刺激理論基于這樣一個(gè)假設(shè)：人類眼睛的視網(wǎng)膜中有三種錐狀視覺細(xì)胞，分別對(duì)紅、綠、藍(lán)三種光最敏感。 彩色圖形顯示器（ CRT）上每個(gè)像素都是由紅、綠、藍(lán)三種熒光點(diǎn)組成。這是以人類視覺顏色感知的三刺激理論為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的。 ?可以用光譜能量分布圖來(lái)表征光源特性 某種顏色光的光譜能量分布 引言 彩色 CRT用紅、綠、藍(lán)三種基色來(lái) 表示，即 RGB加色系統(tǒng)。用這三種顏 色的任意兩種不能產(chǎn)生第三種顏色， 稱這三種顏色為原色。用這種原色的 混合匹配能產(chǎn)生光譜中的每一種顏色， 其匹配過(guò)程可表示為： C=rR+gG+Bb 但是有不少試驗(yàn)光無(wú)法用三色光相加的方法獲得匹配， 例如藍(lán)綠色，所以人們希望找出另一組原色來(lái)替代 R、 G、 B，即 CIE色度圖。 各種波長(zhǎng)光的 RGB匹配系數(shù) CIE色度圖 ? 原色 。紅、綠、藍(lán)是 3種原色 ? 國(guó)際照明委員會(huì) (簡(jiǎn)稱 CIE)規(guī)定了 3種標(biāo)準(zhǔn)原色 X、 Y、 Z c=xX+yY+zZ 式中， X、 Y、 Z為消除色度坐標(biāo)中負(fù)值而設(shè)計(jì)，實(shí)際上并不存在，光譜中任何波長(zhǎng)光都可以用這三種標(biāo)準(zhǔn)原色來(lái)匹配 ? 權(quán)值規(guī)格化 : x y z x+y+z x+y+z x+y+z x= y= z= 所有色度值落在錐形體與 x+y+z=1平面的相交區(qū)域上。把這個(gè)區(qū)域投影到 xOy平面上，所得的馬蹄形區(qū)域稱為 CIE色度圖。如圖所示 CIE色度圖 CIE色度圖的一個(gè)重要用途是定義顏色域 (color gamut)，或稱顏色區(qū)域 (color range)，以便顯示疊加顏色的效果。如圖所示 圖用 CIE色度圖定義顏色域 幾種常用的顏色模型 ?所謂顏色模型，指的是某個(gè)三維顏色空間中的一個(gè)可見光子集，它包含某個(gè)顏色域的所有顏色 ?最常見的 RGB 顏色模型，此外，還有 CMY 和 HSV 顏色模型 紅、綠、藍(lán) (RGB)顏色模型是加性原色。也就是說(shuō)，各個(gè)原色的光能疊加在一起產(chǎn)生復(fù)合色 圖 RGB三原色疊加效果示意圖 RGB立方體 RGB顏色模型通常用下圖所示的單位立方體來(lái)表示 CMY顏色系統(tǒng) 紅、綠、藍(lán)的補(bǔ)色青 (Cyan)、品紅 (Magenta)、黃 (Yellow)為原色構(gòu)成 。常用于從白光中濾去某種顏色，故稱為減性原色系統(tǒng) 圖 CMY三原色的減色效果示意圖 兩個(gè)系統(tǒng)的關(guān)系可以由下式給出 HSV顏色模型示意圖 HSV(Hue, Saturation, Value)顏色模型則是面向用戶的 。 該模型對(duì)應(yīng)于圓柱坐標(biāo)系中的一個(gè)圓錐形子集 ， 如圖所示 HSV模型對(duì)應(yīng)于畫家配色的方法。畫家用改變色濃和色深的方法從某種純色中獲得不同色調(diào)的顏色。 ?如圖所示 ， 是具有某個(gè)固定色彩的顏色的三角形表示 色濃、色深、色調(diào)之間的關(guān)系 ? 本章結(jié)束