哈爾濱工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院-資料下載頁(yè)
2025-08-01 16:36本頁(yè)面
【正文】 Q(u, v) 在景物表面每一采樣點(diǎn)處沿其法向附加一微小增量 ，從而生成一張新的表面 ， Q′(u, v) = Q(u, v) + Ｐ (u, v) N 幾何紋理（ 3/4） 64 NN ? N N N ?uQBA DBA? PPu擾動(dòng)后的法向量 N′= N + D = N + Pu A – Pv B 幾何紋理（ 4/4） 65 過(guò)程紋理 (1/6) Procedure Texture Mapping 用過(guò)程式方法 ? 將紋理空間中的值映射到物體表面 ? 生成 三維紋理 66 過(guò)程紋理 (2/6) 木紋函數(shù) ? 采用一組 共軸圓柱面 來(lái)定義 ? 位于相鄰圓柱面之間的點(diǎn)的紋理函數(shù)值 交替地取為“明”和“暗” ? 景物內(nèi)任意一點(diǎn)的紋理函數(shù)值 根據(jù)它到圓柱軸線所經(jīng)過(guò)的面?zhèn)€數(shù)的奇偶性而取為“明”和“暗” ? Peachey引入三個(gè)操作來(lái)避免規(guī)范 擾動(dòng) （ perturbing） 扭曲 （ twisting） 傾斜 （ tilting）。 67 過(guò)程紋理 (3/6) 渦流函數(shù) ? turbulence ? Perlin于 1985年提出 ? 近似描述湍流現(xiàn)象的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ? ? 用一系列 三維噪聲函數(shù)的疊加 來(lái)構(gòu)造 ? 應(yīng)用于大理石、火焰以及云彩等自然紋理的模擬 ???kiii Xn o i s eXt u r b u l e n c e0 2)2()(68 過(guò)程紋理 (4/6) 用 turbulence函數(shù)模擬紋理的步驟 ? 利用基本函數(shù)形式表示紋理的基本特征 ? 用 turbulence函數(shù)來(lái)擾動(dòng) 上述函數(shù)的一些參數(shù)，以加入各種高階紋理細(xì)節(jié) 69 Fourier合成技術(shù) ? 將一系列不同頻率、相位的正弦（或余弦）波迭加起來(lái)產(chǎn)生所需的紋理模式 既可在空間域中合成，亦可在頻率域中合成 ? 成功用于模擬水波、云彩、山脈和森林等自然景象 過(guò)程紋理 (5/6) 70 ???????????????niziziiniyiyiinixixiiAxCAxCAxCzyxT101010])[ c o s ( ])[ c o s ( ])[ c o s (),(??????1 ),c o s (2)c o s (2 ),c o s (22 ,2 ,21),(,2201,1,1,1,1,1,11????????????????AyxzzyxTCCCyiizxiiyziixziizyiiyxiixii???????????????使得選取過(guò)程紋理 (6/6) 71 光線跟蹤原理 (1/6) 光線投射（ Ray Casting） ? 被跟蹤的光線僅從每個(gè)像素到離它最近的景物為止； 光線跟蹤 （ Raytrace） ? Appel在 1968年提出 ? 通過(guò)跟蹤多條從視點(diǎn)發(fā)出的光線在場(chǎng)景中的路徑，以得到多個(gè)景物表面所產(chǎn)生的反射和折射影響； ? 是光線投射算法的延伸。 72 光線跟蹤原理 (2/6) 主要思想 ? 沿著 到達(dá)視點(diǎn)的光線的相反方向 跟蹤 ? 經(jīng)過(guò)屏幕上每一象素 ? 找出與視線所交的物體表面點(diǎn) P0 ? 繼續(xù)跟蹤，找出影響 P0點(diǎn)光強(qiáng)的所有的光源 ? 算出 P0點(diǎn)上精確的光照強(qiáng)度 ? 重復(fù)上述光線跟蹤過(guò)程，直到滿足下述任一條件時(shí)為止： 光線與光源相交； 光線與背景相交； 被跟蹤的光線對(duì)首交點(diǎn)處的光亮度貢獻(xiàn)趨近于 0。 73 光線跟蹤原理 (3/6) 上述光線跟蹤過(guò)程可以用 一棵二叉樹（稱為 光線樹 ）來(lái)表示 光線跟蹤算法的原理示意圖 P P1 Pr Pt It Ie I 觀察者 光線 投影面上的像素位置 R z N V T Pt Pr P1 A B C P (a) 光線跟蹤過(guò)程示意圖 (b) 光線樹示意圖 74 光線跟蹤原理 (4/6) 光線與實(shí)體的求交 ? 75%以上的工作量用于求交計(jì)算 光線跟蹤方法實(shí)用的關(guān)鍵 ? 線與面求交 算法的效率 75 光線跟蹤原理 (5/6) 包圍球 或 包圍盒 方法 ? 求交之前檢測(cè)物體是否與光線相交 ? 如果預(yù)測(cè)可能相交，再執(zhí)行具體的線面求交算法 76 光線跟蹤原理 (6/6) 優(yōu)點(diǎn) ? 能模擬環(huán)境的鏡面反射、規(guī)則透射以及透明體陰影等復(fù)雜精致的光照效果。 缺點(diǎn)： ? 不能模擬環(huán)境的鏡面反射和透射光引起的漫反射效果 ? 要生成一棵龐大的光線樹而耗時(shí)很多，而且容易引起圖形的細(xì)節(jié)丟失等反走樣現(xiàn)象
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