真實(shí)感圖形ppt課件(2)-文庫吧資料
2025-05-07 22:20本頁面
【正文】 馬赫帶（ Mach_band）效應(yīng) ? 改進(jìn)－ Phong提出雙線性法向插值，以時(shí)間為代價(jià)，解決高光問題 南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系 徐少平 Phong著色方法 ? 基本思想：通過對多邊形頂點(diǎn)的法矢量進(jìn)行插值，獲得其內(nèi)部各點(diǎn)的法矢量，又稱為法向插值著色方法。 A點(diǎn)的顏色 IA由 PP2點(diǎn)的顏色 I I2線性插值得到 BABAAABBPBBBAAAIxxxxIxxxxIIyyyyIyyyyIIyyyyIyyyyI??????????????????3311131322111212南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系 徐少平 Gourand 著色方法 增量算法 ? 采用增量算法可以加速計(jì)算。 南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系 徐少平 Gourand 著色方法 ? 對多邊形網(wǎng)格中的每一個(gè)多邊形，Gourand 著色處理分為如下四個(gè)步驟： – 步驟 計(jì)算多邊形的單位法矢量 計(jì)算多邊形頂點(diǎn)的單位法矢量 南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系 徐少平 ? 與某個(gè)頂點(diǎn)相鄰的所有多邊形的法向平均值近似作為該頂點(diǎn)的近似法向量 ? 計(jì)算出的平均法向一般與該多邊形物體近似曲面的切平面比較接近 Gouraud著色方法 頂點(diǎn)法向計(jì)算 ?????niniivNiNN11南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系 徐少平 Gourand 著色方法 利用光照明方程計(jì)算頂點(diǎn)光強(qiáng)（顏色） 對多邊形頂點(diǎn)光強(qiáng)（顏色）進(jìn)行雙線性插值，獲得多邊形內(nèi)部各點(diǎn)的光強(qiáng)（顏色） 南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系 徐少平 Gourand 著色方法 光強(qiáng)插值 ? 雙線性光強(qiáng)插值：假設(shè)待繪制的三角形投影為P1P2P3,Pi的坐標(biāo)為 (xi,yi),i=1,2,3；一條掃描線與三角形的兩條邊分別交于 A(xA,yA),B(xB,yB)兩點(diǎn)。即它是一種 顏色插值著色方法。 ? 如左圖：相鄰兩個(gè)多邊形的法向不同，計(jì)算出來的顏色也不同，因此造成整個(gè)物體表面的顏色過渡不光滑。用戶通過調(diào)節(jié) Ka， Kd， Ks來改變表面的反射率。由此可以產(chǎn)生較好的效果。當(dāng)物體位于后參考面之后時(shí)， S0 = Sb =0， I’=Idc=0，即亮度衰減為 0。 ? 設(shè)前參考面 Z=Zf，后參考面 Z=Zb；其比例因子分別為 Sf和 Sb（ Sf和 Sb e[0,1]）。 ? 衰減函數(shù) ? 光照明方程 )1,1m i n ()( 2210 dcdccdf ???])()([)( nsdpaa RVKNLKIdfKII ?????南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系 徐少平 簡單光照明模型 光的衰減 – 光在物體表面到人眼過程中的衰減 ? 深度暗示（ Depth Cueing）技術(shù)：最初用于線框圖形的顯示，使距離遠(yuǎn)的點(diǎn)比近的點(diǎn)暗一些。 ])()([ nsdpaasdeRVKNLKIKIIIII????????南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系 徐少平 簡單光照明模型 Phong光照明模型的實(shí)現(xiàn) ? 對物體表面上的每個(gè)點(diǎn) P，均需計(jì)算光線的反射方向。 – n的取值與表面粗糙程度有關(guān)。 點(diǎn)光源的亮度 – Ks是與物體有關(guān)的鏡面反射系數(shù)。 南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系 徐少平 簡單光照明模型 鏡面反射 ? 鏡面反射 – 光滑物體（如金屬或塑料）表面對光的反射 ? 高光 – 入射光在光滑物體表面形成的特別亮的區(qū)域 南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系 徐少平 簡單光照明模型 鏡面反射 ? 理想鏡面反射 ? 觀察者只能在反射方向上才能看到反射光，偏離了該方向則看不到任何光。 ? 點(diǎn)光源：幾何形狀為一個(gè)點(diǎn)，位于空間中的某個(gè)位置，向周圍所有的方向上輻射等強(qiáng)度的光。 南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系 徐少平 簡單光照明模型 環(huán)境光例子 ? 具有不同環(huán)境光反射系數(shù)的兩個(gè)球 ?aI?aK ?aK南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系 徐少平 簡單光照明模型 環(huán)境光 ? 缺點(diǎn)：雖然不同的物體具有不同的亮度，但是同一物體的表面的亮度是一個(gè)恒定的值，沒有明暗的自然過度。 可以處理物體之間光照的相互作用的模型稱為整體光照明模型 南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系 徐少平 簡單光照明模型 光照射到物體表面，主要發(fā)生： 反射 透射（對透明物體） 部分被吸收成熱能 反射光，透射光決定了物體所呈現(xiàn)的顏色 南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系 徐少平 簡單光照明模型 環(huán)境光 假定物體是不透明的（即無透射光） ? 環(huán)境光： 在空間中近似均勻分布，即在任何位置、任何方向上強(qiáng)度一樣 ,記為 Ia ? 環(huán)境光反射系數(shù) Ka： 在分布均勻的環(huán)境光照射下，不同物體表面所呈現(xiàn)的亮度未必相同，因?yàn)樗鼈兊沫h(huán)境光反射系數(shù)不同。南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系 徐少平 第十章 真實(shí)感圖形繪制 ? 簡單光照明模型 ? 多邊形繪制方法 ? 透明 ? 整體觀照明模型 ? 光線跟蹤算法 南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系 徐少平 第十章 真實(shí)感圖形繪制 光照模型 (Illumination Model):計(jì)算某一點(diǎn)的光強(qiáng)度的模型 南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系 徐少平 真實(shí)感圖形的 特點(diǎn) ? 能反映物體表面顏色和亮度的細(xì)微變化 ? 能表現(xiàn)物體表面的質(zhì)感 ? 能通過光照下的物體陰影，極大地改善場景的深度感和層次感，充分體現(xiàn)物體間的相互遮擋關(guān)系 ? 能模擬透明物體的透明效果和鏡面物體的鏡面效果 南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系 徐少平 影響觀察者看到的表面顏色的因素 ① 物體的幾何形狀 ②光源 位置、距離、顏色、數(shù)量、強(qiáng)度、種類 ③環(huán)境 遮擋關(guān)系、光的反射與折射 、 陰影 ④視點(diǎn)位置 ⑤物性 材料、顏色、透明度 折射性 ⑥表面光潔度 南昌大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系 徐少平 光源 ① 幾何性質(zhì) – 點(diǎn)光源 – 線光源 – 面光源 ② 光譜組成 – 白色光等能量的各種波長可見光的組合 – 彩色光 –
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1