【正文】 畫(huà)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。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 。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(jiàn)光子集，它包含某個(gè)顏色域的所有顏色 ?最常見(jiàn)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。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。 各種波長(zhǎng)光的 RGB匹配系數(shù) CIE色度圖 ? 原色 。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。這是以人類視覺(jué)顏色感知的三刺激理論為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的。 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(jiàn)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(jué)細(xì)胞，分別對(duì)紅、綠、藍(lán)三種光最敏感。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。 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(kāi)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?chē)h(huán)境及觀察者視覺(jué)有關(guān)系 . 人們之所以能見(jiàn)到物體，是因?yàn)槲矬w本身發(fā)出光，另外亦能見(jiàn)到其它的一些物體，這是因?yàn)樗鼈兡芊瓷涔狻?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 。 2 121ffff ?39。 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。 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。 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) 。 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) 。這個(gè)過(guò)程可以表示為一棵光線跟蹤樹(shù) ? 右圖示出與上圖對(duì)應(yīng)的一棵光線跟蹤樹(shù) ,光強(qiáng)計(jì)算方法是以后序周游的算法遍歷這棵光線跟蹤樹(shù) 光線跟蹤樹(shù) ? 對(duì)于樹(shù)上任意一結(jié)點(diǎn) Pi , Pi處沿視線方向 V射去的光強(qiáng) I為 I=IG+WP?Ir+TP?It Pi點(diǎn)所受到的光照 跟蹤光線結(jié)束 條件 ? 光線與光源相交 ? 光線未碰到任何物體 ? 光線與背景相交 ? 被跟蹤的光線對(duì)著交點(diǎn)處光強(qiáng)度作用趨近于 0 ? 光線反射或折射次數(shù)即跟蹤深度大于一定值 光線跟蹤方法 優(yōu)點(diǎn) ： 1) 各物體之間反射的影響 ， 因此顯示效果十分逼真 2) 有消隱功能 3) 有影子效果 4) 該算法具有并行性質(zhì) Witted繪制的光線跟蹤效果 光線與實(shí)體的求交 ? 光線跟蹤算法中 75%以上的工作量用于求交計(jì)算 ?進(jìn)行求交運(yùn)算之前，常用包圍球或包圍盒的方法對(duì)物體進(jìn)行是否與光線相交的預(yù)測(cè)。連接觀察點(diǎn)和屏幕上的一個(gè)像素，即形成一條視線 光線跟蹤 視線在 P0處的反射和透射 ? 視線 V在 P0處產(chǎn)生反射和透射，所產(chǎn)生的反射線和透射線作為新的視線與各平面求出新的交點(diǎn) P P2，并分別產(chǎn)生新的反射線和透射線 …… 這樣不斷深入，直至所產(chǎn)生的射線射出場(chǎng)景。 （ 3）來(lái)自 V的透射方向 T的其它物體反射或折射來(lái)的光的亮度 Itl Witted光照模型 ? Witted光照模型： ? 或 ? Is為鏡面反射方向的入射光強(qiáng)度； 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) ? Ic的計(jì)算可采用 Phong模型 因此，關(guān)鍵是 Is和 It的計(jì)算。為了增加圖形的真實(shí)感，必須考慮 環(huán)境的漫射 、 鏡面反射 和 規(guī)則投射 對(duì)景物表面產(chǎn)生的整體照明效果 ? 表現(xiàn)場(chǎng)景整體照明效果的一個(gè)重要方面是透明現(xiàn)象的模擬 ? 整體光照明模型還要模擬光在景物之間的多重反射 ? Whitted 光照明模型是一種整體光照明模型 ，這一模型能很好地模擬光能在光滑物體表面之間的鏡面反射和通過(guò)理想透明體產(chǎn)生的規(guī)則透射 Witted光照模型 ? Whitted光照模型基于如下假設(shè)： ? 物體表面向視點(diǎn)方向 V輻射的光亮度 Il由三部分組成： （ 1）光源直接照射引起的反射光亮度 Ill。接著算法取視線方向?qū)拔镞M(jìn)行第二次消隱 方法 2：曲面細(xì)節(jié)多邊形方法 方法 3： z緩沖器方法 ? 為了方便地在光滑曲面片上生成陰影 ， Williams提出一種 z緩沖器方法 首先，利用 z緩沖器消隱算法取光源為視點(diǎn)對(duì)景物進(jìn)行消隱。然后 再判斷其后物體是否在 該影域內(nèi)，若在影域內(nèi)為陰影 這個(gè)算法與掃描線算法相結(jié)合就容易實(shí)現(xiàn) 首先取光源方向?yàn)橐暰€方向?qū)拔镞M(jìn)行第一次消隱，產(chǎn)生相對(duì)光源可見(jiàn)的景物多邊形（稱為曲面細(xì)節(jié)多邊形），并通過(guò)標(biāo)識(shí)數(shù)將這些多邊形與它們覆蓋的原始景物多邊形聯(lián)系在一起。 一般來(lái)說(shuō)，半影的計(jì)算比本影要復(fù)雜得多 方法一 ：影域多邊形方法 所謂影域，就是物體投射出的臺(tái)體 。分別用于 A和 B，C和 D之間的插值 Gourand光滑化方法 ? 優(yōu)點(diǎn)： 能有效的顯示漫反射曲面，計(jì)算量小 ? 缺點(diǎn)： 高光有時(shí)會(huì)異常 當(dāng)對(duì)曲面采用不同的多邊形進(jìn)行分割時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同的效果。則 V的法線 nV取做： nV = (a1+a2+…+ an)