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2025-05-26 06:57本頁面
【正文】 aud提出漫反射模型加插值的思想 ? 1975年， Phong提出圖形學中第一個有影響的光照明模型 相關物理知識 ? 光的傳播 – 反射定律：入射角等于反射角，而且反射光線、入射光線與法向量在同一平面上 光源 法向量 入射光 反射光 視線 折射定律 – 折射定律：折射線在入射線與法線構成的平面上，折射角與入射角滿足 入射光折射光??2?1?12s ins in?????能量關系 – 在光的反射和折射現象中的能量分布： – 下標為 i,d,s,t,v的能量項分別表示 為入射光強，漫反射光強，鏡面反射光強，透射光強，吸收光強 – 能量是守恒的 i d s t vI I I I I? ? ? ?簡單光照明模型 模擬物體表面的光照明物理現象的數學模型－光照明模型 簡單光照明模型 亦稱 局部光照明模型 ，其假定物體是不透明的，只考慮光源的直接照射，而將光在物體之間的傳播效果籠統(tǒng)地模擬為環(huán)境光。 ? 光照明方程 （僅含環(huán)境光）： Ie = KaIa Ie為物體表面所呈現的亮度。 簡單光照明模型 ? 考慮引入點光源。記其亮度為 Ip ? 點光源的照射： 在物體的不同部分其亮度也不同，亮度的大小依賴于物體的朝向及它與點光源之間的距離 . 簡單光照明模型： 漫反射 角度余弦的推導 ? 漫反射 – 粗糙、無光澤物體（如粉筆）表面對光的反射 – 光照明方程 ? 漫反射的亮度 ? 點光源的亮度 ? 漫反射系數 ? 入射角 漫反射光的強度 只與入射角有關 ]2,0[c o s ??? ?? dpd KIIpIdK?dI簡單光照明模型 漫反射 ? 將環(huán)境光與漫反射結合起來 一般取 Ia= (~)Id ? 例子 )( NLKIKIIII dpaade ?????簡單光照明模型 漫反射 缺點：對于許多物體，使用上式計算其反射光是可行的，但對于大多數的物體，如擦亮的金屬、光滑的塑料等是不適用的，原因是這些物體還會產生鏡面發(fā)射。 簡單光照明模型 鏡面反射 ? 非理想鏡面反射 ? P為物體表面上一點， L為從 P指向光源的單位矢量， N為單位法矢量， R為反射單位矢量， V為從 P指向視點的單位矢量 光滑平面 I = Ip K scosna 鏡面 簡單光照明模型 鏡面反射 ? 鏡面反射 ? Is為 鏡面反射光強。 n為 鏡面反射指數， n越大，則 Is隨 a的增大衰減的越快。 – n越大，表面越平滑（散射現象少，稍一偏離，明暗亮度急劇下降） – n越小，表面越毛糙（散射現象嚴重） ansps KII co s? nsps RVKII )( ??或 pI簡單光照明模型 鏡面反射 – 反射方向計算 – L在 N上的投影矢量為 Ncosu，則 S+L= Ncosu 記矢量 S= Ncosu L 則有 R= Ncosu +S ? ? LLNNLNR ????? 2co s2 ?NRL V??S S簡單光照明模型 Phong光照明模型 ? 簡單光照明模型模擬物體表面對光的反射作用 ,光源為點光源 ? 反射作用分為 – 物體間作用用環(huán)境光 (Ambient Light) – 漫反射 (Diffuse Reflection) – 鏡面反射 (Specular Reflection) 簡單光照明模型 Phong光照明模型 ? Phong光照明模型的綜合表述：由物體表面上一點 P反射到視點的光強 I為環(huán)境光的反射光強 Ie、理想漫反射光強 Id、和鏡面反射光 Is的總和。為了減少計算量，假設： – 光源在無窮遠處， L為常向量 – 視點在無窮遠處， V為常向量 – （ H?N）近似（ R?V）， H為 L與 V的平分向量 N H L R a V b HL和 V的角平分線 ? 對所有的點總共只需計算一次 H的值，節(jié)省了計算時間 簡單光照明模型 Phong光照明模型 ? Phong模型幾何 PL N HRV簡單光
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