[工學(xué)]計(jì)算機(jī)動畫技術(shù)_4_真實(shí)感圖形繪制-在線瀏覽
2025-03-04 20:16本頁面
【正文】 型中的顏色參數(shù)是：色彩 (H)，飽和度 (S)和明度值 (V)； ? HSV模型是定義在圓柱顏色坐標(biāo)系中的六棱錐 – 飽和度 沿水平軸測量 – 明度 值沿通過中心的垂直軸測量 。 到 360176。 為間隔： – 黃色位于 60176。 處 ， – 青色在 180176。 – 相補(bǔ)的顏色互成 180176。 ? 色飽和度 S從 0到 1變化 。 ? 當(dāng) S= ， 所選色彩的純度為四分之一； ? 當(dāng) S=0時 ， 只有灰度 。 ? 頂點(diǎn)表示黑色 。 ? 當(dāng) V=1， S=1時 ， 得純色彩 。 顏色模型 ?常用顏色模型 — HLS顏色模型： ?基于直觀顏色參數(shù)的模型，該模型表示為雙棱錐體； ?該模型中的三個參數(shù)稱為色彩 (H)，亮度 (L)和色飽和度 (S)； ?與 HSV模型一樣， HLS模型允許用戶按選擇色彩更暗些或更亮些的概念來思考； ?一種色彩通過色彩角 H來選擇，而所需的明暗、色澤及色調(diào)則通過調(diào)節(jié) L和 S來獲得 19 2022/2/12 北京航空航天大學(xué) 色彩明度 L白L =1綠藍(lán)黃紅品紅青黑L =0L =HS?顏色模型轉(zhuǎn)換 —— RGBCMY轉(zhuǎn)換： 20 2022/2/12 北京航空航天大學(xué) MmKWR G BC M Y)1/(1)1/(1)1/(1)),m a x (1()1)(1()1)(1()1)(1(KBYKGMKRCBGRGKWKYBWKMGWKCR??????????????????????????cmy ?????? ? ??????111 ?????? ? ??????rgb ???????顏色模型轉(zhuǎn)換 —— HSVRGB轉(zhuǎn)換： ?設(shè)想沿對角線從 RGB的 白色頂點(diǎn) 向 黑色頂點(diǎn) 觀察，可看到立方體的六邊形外形； 21 2022/2/12 北京航空航天大學(xué) 青黃紅品紅藍(lán)綠BRG青黃紅品紅藍(lán)綠黑 ( 0 , 0 )白 ( 1 , 0 )黃紅品紅青藍(lán)HSV黑白黃紅品紅青藍(lán)MmKWR G B6/)6( )(/)()/()()/()()/()(),(),(gbHRMIfMmMSMVmMBMbmMGMgmMRMrBGRM i nmBGRM a xM????????????????????顏色模型轉(zhuǎn)換 —— HLSRGB轉(zhuǎn)換： 22 2022/2/12 北京航空航天大學(xué) MmKWR G B6/)6( )()/()(2/)()/()()/()()/()(),(),(gbHRMIfmMmMSmMLmMBMbmMGMgmMRMrBGRM i nmBGRM a xM??????????????????????顏色的指定： ? RGB模型顏色指定方式； 23 2022/2/12 北京航空航天大學(xué) 紅 藍(lán) 綠 紅 藍(lán) 綠 顏色設(shè)置 3 ?顏色的指定： ? HSV模型顏色指定方式； 24 2022/2/12 北京航空航天大學(xué) 0176。 180176。 飽和度 明度 0 1 0 1 飽和度 色 調(diào) 45186。 35 2022/2/12 北京航空航天大學(xué) 簡單光照模型 ?漫反射 (Diffuse reflection)： ? 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： ? 如果有多個光源，則可以把 各個光源的漫反射光照效果 進(jìn)行疊加： )( LNIKI pdd ??????miipidd LNIKI1)(36 2022/2/12 北京航空航天大學(xué) 簡單光照模型 ?環(huán)境光與漫反射光結(jié)合： ?方程： )( NLKIKIIII dpaade ??????鏡面反射光 (Specular Reflection)： ? 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； ? 物體表面對入射光的反射； ? 遵循反射定律 ?反射光與入射光位于表面法向兩側(cè)； ?理想反射面而言：入射角＝反射角； ?觀察者只有在反射方向上才能看到反射光 37 2022/2/12 北京航空航天大學(xué) 簡單光照模型 38 2022/2/12 北京航空航天大學(xué) 簡單光照模型 ?鏡面反射光 (Specular Reflection)： ? 馮（ Phong）反射模型： ? Ks是物體表面鏡面反射系數(shù)，與入射角和波長有關(guān)； ? α 是視線與反射方向的夾角； ? n 為鏡面高光系數(shù)，用來模擬鏡面反射光在空間中的匯聚程度，它是一個反映物體表面光澤度的常數(shù)； ? cosnα 近似地描述了鏡面反射光的空間分布 nspnsps RVKIKII )(c o s ??? ?H β 39 2022/2/12 北京航空航天大學(xué) 簡單光照模型 ?鏡面反射光 (Specular Reflection)： ? 簡化 Phong模型： ? 對物體表面上的每個點(diǎn) P，均需計(jì)算光線的反射方向 R，再由 V計(jì)算（ R?V） 。即光線方向 L為常數(shù)； ?b)視點(diǎn)在無窮遠(yuǎn)處，即視 線方向 V為常數(shù)； ?c) （ H?N）用近似（ R?V） 。 nspnsps NHKIKII )(c o s ??? ?40 2022/2/12 北京航空航天大學(xué) 簡單光照模型 ?鏡面反射光 (Specular Reflection)： ?鏡面參數(shù) n的影響效果： n = 15 n = 5 n = 1 n 常規(guī)取值 5~20 41 2022/2/12 北京航空航天大學(xué) 簡單光照模型 ?綜合光照方程： ? 綜合三種反射： ? 考慮光的衰減（光到物體表面） : ? 考慮衰減的方程： ])()([ nsdpaasdeNHKNLKIIKIIII????????????????????1,1m i n)(1)(22102dcdccdfddf])()([)( nsdpaasdeNHKNLKIdfIKIIII????????42 2022/2/12 北京航空航天大學(xué) 簡單光照模型的應(yīng)用 ?在多邊形表示物體上的應(yīng)用： ? 方法 : ?任取多邊形上一點(diǎn)，利用光照方程計(jì)算出它的顏色 ?用這個顏色填充整個多邊形 ? 適合于如下情況 : ?光源在無窮遠(yuǎn)處 ?視點(diǎn)在無窮遠(yuǎn)處 ?多邊形是物體表面的精確表示 ? 特點(diǎn) : ?優(yōu)點(diǎn)：每個多邊形只需計(jì)算一次光照明方程，速度快 ?缺點(diǎn)：相鄰多邊形顏色過渡不光滑 43 2022/2/12 北京航空航天大學(xué) 簡單光照模型 ?存在的問題分析： ? 是一個經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停? ? 用 Phong模型顯示出的物體 像塑料，沒有質(zhì)感； ? 環(huán)境光是常量，沒有考慮物體之間相互的反射光； ? 鏡面反射的顏色是光源的顏色，與物體的材料無關(guān)； ? 鏡面反射的 計(jì)算在入射角很大時會產(chǎn)生失真 ； 44 2022/2/12 北京航空航天大學(xué)
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