【正文】 ?利用基于視點的紋理映射合成新視圖 。 ?生成建筑物粗模型 。 85 2022/2/12 北京航空航天大學 實時真實感圖形學技術(shù) ?實時真實感圖形學技術(shù)： ?當前圖形算法和硬件條件的限制下提出的在一定的時間內(nèi)完成真實感圖形圖象繪制的技術(shù)； ?損失一定的圖形質(zhì)量來達到實時繪制真實感圖象的目的； ?主要是通過降低顯示三維場景模型的復雜度來實現(xiàn)； ?層次細節(jié)顯示和簡化； ?基于圖象的繪制技術(shù)； 86 2022/2/12 北京航空航天大學 實時真實感圖形學技術(shù) ?層次細節(jié)顯示和簡化： ?一個復雜的場景可能會包含幾十甚至幾百萬個多邊形； ?當場景中許多面片在屏幕上的投影小于一個象素，可以合并這些可見面而不損失畫面的視覺效果； ?層次細節(jié)顯示簡化技術(shù)就是在不影響畫面視覺效果的條件下，通過逐次簡化景物的表面細節(jié)來減少場景的幾何復雜性，從而提高繪制算法的效率； 87 2022/2/12 北京航空航天大學 實時真實感圖形學技術(shù) ?層次細節(jié)顯示和簡化： ?對一個原始多面體模型建立幾個不同逼近程度的幾何模型； ?當從近處觀察物體時，采用精細的模型； ?當從遠處觀察物體時，則采用較粗糙的模型 88 2022/2/12 北京航空航天大學 實時真實感圖形學技術(shù) ?基于圖象的繪制技術(shù)： ?從一些預先生成好的真實感圖像出發(fā)，通過一定的插值、混合、變形等操作，生成不同視點處的真實感圖象 。 81 2022/2/12 北京航空航天大學 整體光照模型 ?輻射度方法 ?基于物理學的能量平衡原理； ?采用數(shù)值求解技術(shù)來近似每一個景物表面的輻射度分布； ?景物表面的輻射度分布與視點選取無關(guān)，輻射度方法是一個視點獨立的算法； 82 2022/2/12 北京航空航天大學 整體光照模型 ?輻射度方法： ? 輻射度依賴于兩個表面之間光能的傳輸； ? 假設(shè)輻射值在整個面片上恒定； ? 場景表述的幾何部分必須分解成更小的面片； ? 光能傳輸?shù)牧靠梢酝ㄟ^使用已知的反射表面的反射率和兩個面片的 波形系數(shù) 來計算； ? 波形系數(shù)根據(jù)兩個面片的幾何朝向來計算，可以視為第一個面片所有可能發(fā)射區(qū)域的被第二個面片所覆蓋的部分所占的比例 ； ? 輻射度是每單位時間離開曲面片的能量，是發(fā)射和反射能量的組合： ? 該方程可以應用到每個面片。需要較大的計算量 ? 先對紋理圖案進行低通濾波，再進行取樣， ?即事先計算紋理空間中一點附近區(qū)域的紋理平均值，并存入查找表。 69 2022/2/12 北京航空航天大學 陰 影 ?陰影效果： ?無陰影的物體似乎浮在場景之上 ?陰影則增加了場景的真實感 ?陰影使場景給人以想象的空間 ?陰影給定了光源與物體在場景中相對位置的信息 ?真實感圖形繪制： ?顏色模型； ?光照模型； ?紋理； ?其他 ?整體光照 — 輻射度方法； ?實時真實感圖形學技術(shù)； ?基于圖像的繪制技術(shù)； 70 2022/2/12 北京航空航天大學 71 2022/2/12 北京航空航天大學 物體表面細節(jié)的模擬 ?紋理 ?光照模型只能生成視覺上光滑的物體表面； ?忽略了物體表面細節(jié)的模擬； ?顏色紋理： ?通過顏色色彩或明暗度的變化體現(xiàn)出來的表面細節(jié) ?幾何紋理： ?由物體表面的凹凸不平形成的表面細節(jié) 72 2022/2/12 北京航空航天大學 紋理 ?紋理的定義： ? 離散法： ?將紋理圖象數(shù)據(jù)定義在一個二維數(shù)組中 ?方法靈活，修改方便； ? 連續(xù)函數(shù)法： ?任何定義在二維空間（ u∈ [0,1],v∈ [0,1]）的函數(shù)； ?模擬粗布紋理： f(u,v)=A(cos(pu)+cos(qv))； ? 參數(shù)法： ?紋理模型用文本性文件描述，適合于對構(gòu)成一個場景的各景物定義各自的紋理模型 ?使用紋理時，由一個通用的解釋程序?qū)y理先解釋再映射； 73 2022/2/12 北京航空航天大學 紋理映射 ?紋理映射（ Texture Mapping） : ? 將一塊紋理圖案映射到物體表面上，產(chǎn)生物體表面的細節(jié)； ? 顏色計算方法 ?用表面上點對應的紋素值代替該點的漫反射系數(shù) ?紋理與物體表面的對應關(guān)系 ? 紋理坐標： ??????????????????????????????????2211002101,0,tsctsbtsatscbacbacPbPaPP74 2022/2/12 北京航空航天大學 紋理映射 ?顏色紋理映射實現(xiàn)： ? 涉及到紋理坐標空間、景物坐標空間和屏幕坐標空間 ? 步驟 ?1）將屏幕像素的四個角點映射到景物坐標空間中可見的物體表面上 ?2）將景物坐標空間映射到紋理坐標空間 ?3）將像素所對應的紋理坐標空間中的多邊形內(nèi)的所有紋素的值作加權(quán)平均，結(jié)果作為物體表面的漫反射系數(shù)參與顏色計算 75 2022/2/12 北京航空航天大學 紋理映射 ?凸凹紋理映射： ? 通過對表面法向量進行擾動來產(chǎn)生凹凸不平的視覺效果； ? 定義紋理函數(shù) F(u, v)， 對理想表面 P(u, v)作不規(guī)則的位移，處理后的結(jié)果為： ),(*),(),(),(39。 65 2022/2/12 北京航空航天大學 光線跟蹤 ?光線跟蹤效果： 66 2022/2/12 北京航空航天大學 陰影 ?投射陰影： ? 投射陰影的區(qū)域和形態(tài)與光源及景物的形狀有很大的關(guān)系； ? 光源不能直接照射到的區(qū)域； ? 本影區(qū)、半影區(qū)和無影區(qū)： 67 2022/2/12 北京航空航天大學 陰影 ?陰影生成： ?特點 ?位于陰影區(qū)域中的物體表面被位于它和光源間的物體所遮擋 ?對光源而言，不可見面即是位于陰影中的物體表面 ?生成算法 ?與消隱算法本質(zhì)上一致 68 2022/2/12 北京航空航天大學 陰影 ?陰影與光照的結(jié)合： ? 確定了物體的陰影區(qū)域后，結(jié)合到簡單光照模型，對于物體表面的多邊形，如果在陰影區(qū)域內(nèi)部，那么該多邊形的光強就只有環(huán)境光，后面的幾項光強都為零，否則就用正常的模型計算光強。 A（ xA, yA)和 B（ xB, yB)為交點， P（ x , y）為 AB上一點，計算 P點的顏色 22111212 IyyyyIyyyyI AAA ??????33111313 IyyyyIyyyyI BBB ??????BABAAABBP IxxxxIxxxxI??????47 2022/2/12 北京航空航天大學 多邊形物體的光滑明暗處理 ?Gouraud明暗處理： ?不能正確模擬高光，會產(chǎn)生馬赫帶效應； ?光亮度變化率不連續(xù)的邊界處呈現(xiàn)亮帶或黑帶； 48 2022/2/12 北京航空航天大學 多邊形物體的光滑明暗處理 ?Phong明暗處理： ? 1. 計算多邊形單位法矢量； ? 2. 計算多邊形頂點單位法矢量； ? 3. 對多邊形頂點法矢量進行雙線性插值，獲得內(nèi)部各點的法矢量； ? ； 22111212 NyyyyNyyyyN AAA ??????33111313 NyyyyNyyyyN BBB ??????BABAAABBP NxxxxNxxxxN??????49 2022/2/12 北京