計(jì)算機(jī)圖形學(xué)cgppt課件-展示頁(yè)
2025-05-12 07:08本頁(yè)面
【正文】 lEnable(GL_LIGHT0)。 若使光照無(wú)效，則調(diào)用 gDisable(GL_LIGHTING) 可關(guān)閉當(dāng)前光照。 21 簡(jiǎn)單光照模型 函數(shù) glLight*()參數(shù) pname及 param說(shuō)明 22 簡(jiǎn)單光照模型 （ 3）啟動(dòng)光照 ? 在 OpenGL中，必須明確指出光照是否有效或無(wú)效。第二個(gè)參數(shù) pname指定光源特性，這個(gè)參數(shù)的輔助信息見(jiàn)表 11171所示。 （ 2）創(chuàng)建光源 (Light Source) void glLight{if}[v](GLenum light , GLenum pname, TYPE param) ? 創(chuàng)建具有某種特性的光源。 00 1 ???17 簡(jiǎn)單光照模型 產(chǎn)生顏色 ? 前面的光照模型僅用于白光，只能產(chǎn)生灰度 ? 彩色模型計(jì)算 ?選擇合適模型（如 RGB、 HSV等） ?為顏色的三個(gè)分量分別建立光照方程 ? RGB模型 ?光源的顏色 [IpR, IpG, IpB]，環(huán)境光的顏色 [IaR, IaG, IaB] ?表面反射系數(shù) （ 1）環(huán)境反射： [KaR, KaG, KaB] （ 2）漫反射： [KdR, KdG, KdB] （ 3）鏡面反射： [KsR, KsG, KsB] 18 簡(jiǎn)單光照模型 彩色光照方程（模型） ????????????????????])()([)(])()([)(])()([)(nsBdBpBaBaBBnsGdGpGaGaGGnsRdRpRaRaRRNHKNLKIdfIKINHKNLKIdfIKINHKNLKIdfIKI19 簡(jiǎn)單光照模型 多個(gè)光源 如果場(chǎng)景中有 m個(gè)光源，那么物體上任一點(diǎn)的亮度應(yīng)該為m個(gè)光源的貢獻(xiàn)之和 在 RGB彩色模型中， λ分別為 R、 G和 B。計(jì)通學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)系 計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 1 第 11章 真實(shí)感圖形的繪制 2 本章目標(biāo) ? 掌握真實(shí)感圖形繪制的主要內(nèi)容 ? 光照 、 紋理 、 陰影等 ? 重點(diǎn)掌握光照方程 、 基本紋理映射及多邊形繪制 ? 學(xué)會(huì)使用 OpenGL的相關(guān)函數(shù) 3 第 11章 真實(shí)感圖形的繪制 ? 簡(jiǎn)單光照模型 ? 多邊形繪制方法 ? 紋理映射 ? 陰影 4 簡(jiǎn)單光照模型 ? 光作用 ? 反射 ? 透射（透明物體） ? 被物體吸收轉(zhuǎn)化為熱能 ? 假設(shè) ? 物體不透明，即沒(méi)有透射光 ? 光種類 ? 環(huán)境光、漫反射光和鏡面反射光 只有反射光和透射光決定物體的顏色 5 簡(jiǎn)單光照模型 環(huán)境光（ Ambient light） ? 在物體和周圍環(huán)境之間多次反射后，最終達(dá)到平衡時(shí)的一種光，又稱為背景光 ? 光強(qiáng)（度）：空間上分布均勻，即任何位置和方向光強(qiáng)度一樣，亮度值記為 Ia ? 反射系數(shù)：與物體表面性質(zhì)有關(guān)，決定物體表面呈現(xiàn)的亮度，記為 Ka ? 光照模型方程 Ie = Ka Ia Ie為物體表面呈現(xiàn)的亮度 Ka = Ka = 6 簡(jiǎn)單光照模型 漫反射（ Diffuse Reflection） ? 點(diǎn)光源：向周圍所有方向發(fā)射等強(qiáng)度的光 ? 漫反射光是由物體表面的粗糙不平引起的，它均勻地向各個(gè)方向傳播，與視點(diǎn)無(wú)關(guān) ? 漫反射光在空間均勻分布，反射光強(qiáng) I 與入射光的入射角 θ 的余弦成正比，即： 其中， Kd 是漫反射系數(shù)（ 0～ 1之間的常數(shù)），與物體表面性質(zhì)有關(guān)； Ip 是入射光（光源）的光強(qiáng)； θ是入射光的入射角，即入射光與物體表面法向量之間的夾角 ?c o spdd IKI ?7 簡(jiǎn)單光照模型 ? 向量表示的計(jì)算 ? 設(shè)物體表面在照射點(diǎn) P 處的單位法向量為 N， P 到點(diǎn)光源的單位向量為 L， 則上式可表達(dá)為如下的向量形式： ????miipdd LNIKI i1)()( LNIKI pdd ??如果有多個(gè)光源，則可以把各個(gè)光源 的漫反射光照效果進(jìn)行疊加： 8 簡(jiǎn)單光照模型 ? 環(huán)境光與漫反射光結(jié)合 ? 方程： ? 例子： )( NLKIKIIII dpaade ?????9 簡(jiǎn)單光照模型 鏡面反射光和馮（ Phong）反射模型 ? 高光（ high light）：光滑物體表面在點(diǎn)光源的照射下形成一塊特別亮的區(qū)域 ? 鏡面反射（ Specular Reflection） ? 物體表面對(duì)入射光的反射 ? 遵循反射定律 （ 1）反射光與入射光位于表面法向兩側(cè) （ 2）理想反射面而言：入射角＝反射角 ? 觀察者在反射方向上看到反射光最強(qiáng) 10 簡(jiǎn)單光照模型 ? Phong模型（非理想反射面） nspnsps RVKIKII )(c o s ??? ?計(jì)算公式： Ks是物體表面鏡面反射系數(shù)，它與入射角和波長(zhǎng)有關(guān)； α 是視線與反射方向的夾角； n 為鏡面高光系數(shù)，用來(lái)模擬鏡面反射光在空間中的匯聚程度，它是一個(gè)反映物體表面光澤度的常數(shù)； 近似地描述了鏡面反射光的空間分布。 ?ncos11 簡(jiǎn)單光照模型 ? 簡(jiǎn)化 Phong模型 LNLNRNLLNSNRLNS????????????)(co sco sco sco s22????RVNHVLH??????????/2/2)2/)(?????? （2S S H β nspnspnsps NHKIRVKIKII )()(c o s ????? ?L,N,R都是單位向量 12 簡(jiǎn)單光照模型 ? 鏡面參數(shù) n的影響效果 n = 15 n = 5 n = 1 n 常規(guī)取值 520 13 簡(jiǎn)單光照模型 ? 局部光照方程 ? 結(jié)合環(huán)境光、漫反射光及鏡面反射光 ? 當(dāng)光源與視點(diǎn)無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)，對(duì)表面上任意一點(diǎn)而言， L和V固定不變， H只需計(jì)算一次 ])()([ nsdpaasdeNHKNLKIIKIIII????????H β 14 簡(jiǎn)單光照模型 光的衰減 ? 光在傳播過(guò)程中，能量會(huì)衰減 ? 傳播過(guò)程 ? 光源到物體表面的傳播，使入射光強(qiáng)度變?nèi)? ? 物體表面到人眼的傳播，使人接受到物體表面的反射光強(qiáng)度減弱 ? 光到物體表面的衰減 ? 考慮衰減的方程 ????????????1,1m i n)(1)(22102dcdccdfddf])()([)( nsdpaasdeNHKNLKIdfIKIIII????????15 簡(jiǎn)單光照模型 ? 物體表面到人眼過(guò)程中的衰減 ?深度暗示技術(shù)（ Depth Cueing） ?使據(jù)視點(diǎn)遠(yuǎn)的點(diǎn)比近的點(diǎn)暗一些 亮度計(jì)算 ?前參考面 n=Nf；后參考面 n=Nb（規(guī)范化視見(jiàn)體內(nèi)） ?分別賦比例因子 Sf和 Sb (Sf Sb) ?給點(diǎn)物體上的一點(diǎn)的深度 N0， 比例因子 S0 OnNbNfN0SfS0Sb],[)( fbbfbbfbfbbfNNNNNNNNNNNSSSSSS?????????????????0000016 簡(jiǎn)單光照模型 亮度計(jì)算 ?光照方程計(jì)算出的 I按比例 S0與熔合亮度 Idc混合 ?若 Sf=1， Sb=0， Idc=0時(shí) （ 1）當(dāng)物體位于前參考面前， I’=I （ 2）當(dāng)物體位于后參考面后， I’=0 （ 3） N0在 Nb和 Nf間時(shí)， I’=S0I，亮度部分衰減 dcISISI )(39。 注意： Iλ可能會(huì)超出系統(tǒng)允許的最大亮度值，處理方法
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