1、光照模型第1頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一1 確定場(chǎng)景中的所有可見(jiàn)面，這需要使用隱藏面消除算法將被其它物體遮擋的不可見(jiàn)面消去。 4. 計(jì)算場(chǎng)景中可見(jiàn)面的顏色，嚴(yán)格地說(shuō)，就是根據(jù)基于光學(xué)物理的光照明模型計(jì)算可見(jiàn)面投射到觀察者眼中的光亮度大小和顏色組成，并將它轉(zhuǎn)換成適合圖形設(shè)備的顏色值，從而確定投影畫面上每一象素的顏色，最終生成圖形。 第2頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一2第3頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一3 當(dāng)光照射到物體表面時(shí)，光線可能被吸收、反射和透射。被物體吸收的部分轉(zhuǎn)化為熱，反射、透射的光進(jìn)入人的視覺(jué)系統(tǒng)，使我們

2、能看見(jiàn)物體。為模擬這一現(xiàn)象，需要建立一些數(shù)學(xué)模型來(lái)替代復(fù)雜的物理模型，這些模型就稱為明暗效應(yīng)模型或者光照(明)模型。 應(yīng)用光照模型可計(jì)算物體表面向空間給定方向輻射的光亮度。 第4頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一4 在光柵圖形系統(tǒng)上顯示的三維圖形的真實(shí)感取決于能否成功地模擬明暗效應(yīng)，這要求設(shè)計(jì)較好的明暗模型，用以計(jì)算可見(jiàn)表面應(yīng)該顯示的亮度和彩色。 明暗模型并不需要精確地考慮真實(shí)世界中光線和表面的性質(zhì)，而只需要在兼顧精確程度和計(jì)算成本的要求下，追求更好的顯示效果。通常設(shè)計(jì)一個(gè)明暗模型需要考慮的主要問(wèn)題是照明特性、表面特性和觀察角度。第5頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，

3、4點(diǎn)15分，星期一5 照明特性是指可見(jiàn)表面被照明的情況，主要有光源的數(shù)目和性質(zhì)，環(huán)境光及陰影效應(yīng)等。 表面特性主要是指表面對(duì)入射光線的反射、折射或透明的不同情形，還有表面的紋理及顏色等。 觀察角度是指觀察景物時(shí)觀察者相對(duì)可見(jiàn)表面所在的位置。 已經(jīng)有許多不同的明暗模型都較好地處理了上述各問(wèn)題。不同明暗模型的區(qū)別主要在于模擬的方法，實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜程度，及取得的顯示效果等方面。 第6頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一6 一般來(lái)說(shuō)，明暗模型可以分解為三個(gè)部分，即漫射照明、具體光源的照射及透射效應(yīng)。具體光源的照明產(chǎn)生的效果又分為漫反射和鏡面反射兩部分。 漫射照明 漫反射明暗模型 具體光

4、源的照射 鏡面反射 透射效應(yīng)。第7頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一7 簡(jiǎn)單的光照模型僅考慮光源照射在物體表面產(chǎn)生的反射光。這種光照模型通常假定物體是光滑的且由理想材料構(gòu)成，所生成的圖形可以模擬出不透明物體表面的明暗過(guò)渡，具有一定的真實(shí)感效果。這類光照明模型稱為局部光照明模型。 復(fù)雜的光照明模型除了考慮上述因素之外，還要考慮周圍環(huán)境的光對(duì)物體表面的影響。如光亮平滑的物體表面會(huì)將環(huán)境中其它物體映像在表面上，而通過(guò)透明物體也可看到其后的環(huán)境景象。這類光照模型稱為整體光照模型，它能模擬出境面映像、透明等精細(xì)的光照明效果。第8頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期

5、一8 為了表現(xiàn)自然界中的陰影，在應(yīng)用光照模型時(shí)還需要物體表面是否位于陰影區(qū)內(nèi)，以取舍相應(yīng)光源的照明影響。 更精致的真實(shí)感圖形繪制還要考慮物體表面的細(xì)節(jié)紋理，這可以通過(guò)一種稱為“紋理映射”的技術(shù)把已有的平面花紋圖案映射到物體表面上，并在應(yīng)用光照明模型時(shí)將這些花紋的顏色考慮進(jìn)去。物體表面細(xì)節(jié)的模擬使繪制的圖形更接近自然景物。 第9頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一9 第10頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一10第11頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一11第一節(jié) 漫反射及具體光源的照明1環(huán)境光 在多數(shù)實(shí)際環(huán)境中，存在由于許多物體表面多

6、次反射而產(chǎn)生的均勻的照明光線，這就是環(huán)境光線。環(huán)境光線的存在使物體得到漫射照明。 這時(shí)亮度可以如下簡(jiǎn)單地計(jì)算： 其中I是可見(jiàn)表面的亮度，Ia是環(huán)境光線的總亮度，Ka是物體表面對(duì)環(huán)境光線的反射系數(shù)，它在0到1之間，與表面的性質(zhì)有關(guān)，表明了有多少環(huán)境光線從物體的表面反射出去。 第12頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一12 2漫反射 具體光源在物體表面可以引起漫反射和鏡面反射。漫反射是指來(lái)自具體光源的能量到達(dá)表面上的某一點(diǎn)后，就均勻地向各個(gè)方向散射出去，使得觀察者從不同角度觀察時(shí)，這一點(diǎn)呈現(xiàn)的亮度是相同的。這樣漫反射與觀察者的位置是無(wú)關(guān)的。通常不光滑的粗糙表面總是呈現(xiàn)出漫反射的

7、效果。 Lambert定律指出，漫反射的效果與表面相對(duì)于光源的取向有關(guān)，即： 其中Id是漫反射引起的可見(jiàn)表面上一點(diǎn)的亮度。Ip是點(diǎn)光源發(fā)出的入射光線引起的亮度。Kd是漫反射系數(shù)，取值在0到1之間，隨物體材料不同而不同。是可見(jiàn)表面法向N和點(diǎn)光源方向L之間的夾角，即入射角，它應(yīng)該在0到90之間。 第13頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一13漫反射系數(shù)kd介于0，1之間的球面，在一點(diǎn)光源照射下產(chǎn)生的漫反射。 ka=0.0kd=0.00.20.40.60.81.0NL平面第14頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一14 假定向量N和L都已經(jīng)正規(guī)化，即已經(jīng)是長(zhǎng)度為

8、1的單位向量，這樣就可以使用向量的數(shù)量積或內(nèi)積。因?yàn)檫@時(shí)于是得： Id=IpKd (LN) （3） 第15頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一15 考慮將環(huán)境光線和漫反射的效果結(jié)合起來(lái)，計(jì)算亮度的公式應(yīng)該寫成： I=IaKa+IpKd(LN) （4） 考慮到光線隨距離增加而減弱這一情況。設(shè)R是光線從光源發(fā)出到達(dá)表面再返回到視點(diǎn)的距離，于是可以把（4）改為： I=Ia Ka + Ip Kd(LN )/R2 （5）第16頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一16 但事實(shí)上公式（5）實(shí)際應(yīng)用的效果不好。因?yàn)閷?duì)于平行投影，光源在無(wú)窮遠(yuǎn)處，故距離R成為無(wú)窮大。對(duì)于透

9、視投影，1/R2也常常有很大的數(shù)值范圍而使效果不好。一種比較逼真的效果，可通過(guò)用r+k代替R2來(lái)獲得： I=IaKa+IpKd(LN )/(r+k) （6）其中r是光源到表面的距離，k是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取的一個(gè)常數(shù)。 在許多情形中，與景物的內(nèi)部距離相比，光源與景物之間的距離大得多。例如太陽(yáng)光照射一個(gè)城市的情形。在這種情形中，可以假定從光源發(fā)出的照明作用在整個(gè)景物上是恒定的，而可以完全不考慮由于距離所引起的變化。 第17頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一173. 鏡面反射與Phong模型 鏡面反射是指來(lái)自具體光源的光能到達(dá)可見(jiàn)表面上的某一點(diǎn)后，主要沿著由入射角等于反射角所決定的方

10、向傳播，從而使得觀察者從不同角度觀察時(shí)，這一點(diǎn)呈現(xiàn)的亮度并不相同。在任何有光澤的表面上都可以觀察到鏡面反射的效果。 在理想的光澤表面上，例如在非常好的鏡面上，反射光線只是在由入射角等于反射角所確定的方向上才有。這意味著只有當(dāng)觀察者相對(duì)表面的方向V與反射光線的方向R之間的夾角為零時(shí)，才能看到鏡面反射引起的反射光線。對(duì)于不是非常理想的光澤表面，例如一個(gè)蘋果，反射光線引起的亮度隨著的增大而迅速下降。 第18頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一18 由Phong Bui-Tuong提出的光照明模型，用 來(lái)近似反射光線引起的亮度隨著增大而下降的速率。 n取值一般在1到2000之間，決

11、定于反射表面的有關(guān)性質(zhì)。對(duì)于理想的反射表面，n就是無(wú)窮大。這里選用 ，是以經(jīng)驗(yàn)觀察為基礎(chǔ)的。 LNRV指向點(diǎn)光源反射方向指向觀察點(diǎn)第19頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一19 對(duì)實(shí)際物質(zhì)來(lái)說(shuō)，被鏡面反射的入射光的數(shù)量是與入射角有關(guān)的。如果將鏡面反射光的百分?jǐn)?shù)記為W() ，那么就可以將計(jì)算表面亮度的公式（6）修改而得到： 假定反射光線的方向向量R和指向觀察點(diǎn)的向量V都已經(jīng)正規(guī)化，即已經(jīng)是長(zhǎng)度為1的單位向量，于是可以簡(jiǎn)單地利用向量?jī)?nèi)積計(jì)算余弦值： 。 第20頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一20 對(duì)W()，通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取一個(gè)常數(shù)Ks來(lái)代替，這樣公式（7

12、）可寫成下面更容易計(jì)算的形式： 實(shí)驗(yàn)表明，應(yīng)用計(jì)算公式（8）已經(jīng)可以得到很好的具有明暗表現(xiàn)的畫面，這個(gè)公式是形成具有明暗表現(xiàn)畫面的良好基礎(chǔ)。 第21頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一21 對(duì)于彩色表面，上述各公式也可以應(yīng)用，只需分別應(yīng)用于對(duì)各顏色分量的計(jì)算。例如，選擇通常的紅、綠、藍(lán)顏色系統(tǒng)，這時(shí)上述公式中有關(guān)亮度及反射系數(shù)等，就要看做是三元向量。通過(guò)分別對(duì)各顏色分量進(jìn)行計(jì)算，就可以完成對(duì)彩色表面的亮度計(jì)算。 第22頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一224光的衰減 光在傳播的過(guò)程中，其能量會(huì)衰減。光的傳播過(guò)程分為兩個(gè)階段：從光源到物體表面的傳播及從物

13、體表面到人眼的傳播。光的第一個(gè)傳播階段的衰減使物體表面的入射光強(qiáng)度變?nèi)?，第二個(gè)階段的衰減使人眼接受到的物體表面的反射光的強(qiáng)度變?nèi)?，總的效果是使物體表面的亮度下降。第23頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一231）光在光源到物體表面的過(guò)程中的衰減 在同一光源的照射下，距光源近的物體看起來(lái)亮，而距光源較遠(yuǎn)的物體看起來(lái)暗，這是因?yàn)楣庠趶墓庠吹轿矬w表面的傳播過(guò)程中發(fā)生了衰減。衰減比例為光的傳輸距離平方的倒數(shù)，若以衰減函數(shù)f(d)來(lái)表示衰減的比例，則 其中，d為光的傳播距離。第24頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一24 以上的衰減函數(shù)很簡(jiǎn)單，但應(yīng)用于本節(jié)的光照模

14、型常常不能產(chǎn)生好的效果。雖然這種變化規(guī)律對(duì)點(diǎn)光源來(lái)說(shuō)是正確的，但真實(shí)的世界中物體并不是以點(diǎn)光源照射的。為了彌補(bǔ)點(diǎn)光源的不足，產(chǎn)生真實(shí)感更強(qiáng)的圖形，一個(gè)有效的衰減函數(shù)的取法如下： f(d)=min(1/(C0+C1d+C2d2),1) 用戶可以調(diào)節(jié)C0,C1,C2的值以控制 f(d)變化的快慢，常數(shù)C0 用來(lái)防止f(d)變得過(guò)大。f(d)的最大值為1。 考慮f(d)，得到光照明計(jì)算式 I=KaIa+f(d)IpKd(LN)+Ks(RV)n 第25頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一25 為模擬光在這段傳播過(guò)程中的衰減，許多系統(tǒng)采用深度暗示技術(shù)(Depth Cueing)。深度

15、暗示技術(shù)最初用于線框圖形的顯示，使距視點(diǎn)遠(yuǎn)的比近的點(diǎn)暗一些。經(jīng)過(guò)改進(jìn)，這種技術(shù)現(xiàn)在同樣適用于真實(shí)感圖形的顯示。 首先，在投影坐標(biāo)系（記為xyz）中定義兩個(gè)平面Z=Zf，Z=Zb,分別為前參考面與后參考面，并賦予比例因子Sf和Sb (Sf，Sb0,1)。 2）光在物體表面到人眼過(guò)程中的衰減第26頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一26 給定物體上一點(diǎn)的深度值Z0，該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比例因子S0這樣來(lái)確定： 當(dāng)Z0Zf時(shí)（Z0較Zf更近），取S0=Sf 當(dāng)Z0Zf）時(shí)，I=I，即亮度沒(méi)有被衰減。當(dāng)物體位于后裁剪面之后（Z0Zb時(shí)，I=Idc=0，即亮度被衰減為0。而當(dāng)Z0Zb，Zf時(shí)，

16、I= S0I，亮度被部分衰減。由此可以產(chǎn)生真實(shí)效果較好的圖形。第29頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一29第二節(jié) 多邊形網(wǎng)的明暗處理 多邊形網(wǎng)方法是指用若干多邊形表面去擬合任意形狀復(fù)雜形體的方法。對(duì)用多邊形網(wǎng)方法表現(xiàn)的任意形體，形成明暗有三種基本的方法： 常數(shù)明暗法（均勻著色法） 亮度插值明暗法（Gouraud著色方法） 法向量插值明暗法（Phong著色方法） 這三種方法每個(gè)比前一個(gè)復(fù)雜。在應(yīng)用這三種方法時(shí)，各種實(shí)際計(jì)算亮度的明暗模型都可以使用。第30頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一301常數(shù)明暗法 常數(shù)明暗法又稱均勻著色法，就是對(duì)每個(gè)多邊形表面，

17、整個(gè)地用一個(gè)亮度值（或顏色值）。 應(yīng)用這種方法，應(yīng)該有以下假設(shè)成立：(1)光源在無(wú)窮遠(yuǎn)處。這樣在多邊形表面上的任意點(diǎn)，上節(jié)討論過(guò)的LN是常數(shù)。觀察者在無(wú)窮遠(yuǎn)處。這樣在多邊形表面上的任意點(diǎn)，上節(jié)討論過(guò)的RV也是常數(shù)。(3)該多邊形表面代替了被模擬的真實(shí)表面，而并不是對(duì)一個(gè)曲面的近似。 如果前面兩個(gè)假設(shè)不管那一個(gè)不成立，那么有關(guān)的量，例如L和V，可以采用平均值，比方采用在多邊形表面中心處求得的值。第31頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一31 假設(shè)(3)常常會(huì)產(chǎn)生較大誤差。這時(shí)用來(lái)逼近曲面的各多邊形表面可能會(huì)被分辨出來(lái)。由于每個(gè)小面與其相鄰的小面在亮度上常有差別，所以在顯示圖形

18、時(shí)就能看到這種差別，這種差別由于Mach帶效應(yīng)而得到加強(qiáng)。 Mach帶效應(yīng)是指當(dāng)亮度發(fā)生不連續(xù)的突然變化時(shí)，看上去會(huì)有一種邊緣增強(qiáng)的感覺(jué)。視覺(jué)上會(huì)感到邊緣的亮側(cè)更亮，暗側(cè)更暗。Mach帶效應(yīng)是一種由人類視覺(jué)系統(tǒng)加工處理而產(chǎn)生的一種感受現(xiàn)象。第32頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一32第33頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一332Gouraud方法 亮度（或顏色）插值明暗法，通常被稱為Gouraud著色方法。這種方法可以消除多邊形面上亮度變化的不連續(xù)性，但是不能完全消除由于Mach帶效應(yīng)引起的亮或黑的帶。增加逼近空間形體的多邊形表面的數(shù)目，Mach帶效

19、應(yīng)可以隨之減弱。 第34頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一34亮度（或顏色）插值明暗法處理過(guò)程有以下四個(gè)步驟：(1)計(jì)算各多邊形表面的法向量。(2)計(jì)算各頂點(diǎn)的法向量。這里頂點(diǎn)的法向，指共享該頂點(diǎn)的所有多邊形表面法向的平均值。如果有一條邊是作為邊界準(zhǔn)備顯示出來(lái)的，可以對(duì)這條邊的每個(gè)頂點(diǎn)，計(jì)算兩個(gè)法向量，每個(gè)是一側(cè)各邊形表面法向量的平均值。 第35頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一35(3)計(jì)算各頂點(diǎn)的亮度。因?yàn)楦黜旤c(diǎn)的法向已經(jīng)求得，所以已經(jīng)可以利用上節(jié)討論的計(jì)算亮度的公式進(jìn)行計(jì)算。 (4)計(jì)算各多邊形表面上任意點(diǎn)處的亮度值，實(shí)行對(duì)多邊形表面的明暗處理

20、。做法是先利用頂點(diǎn)的亮度值，在邊上做線性插值，求得邊上的亮度值。再用之在掃描線上做線性插值，從而求得多邊形面內(nèi)任意點(diǎn)處的亮度值。第36頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一36第37頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一37第38頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一38 沿多邊形各邊的亮度插值可以很容易地與以前討論過(guò)的多邊形填充的掃描線算法結(jié)合起來(lái)。對(duì)于每一條邊，可以將起始亮度和在y方向上單位長(zhǎng)度所發(fā)生的亮度變化值存貯起來(lái)。 算法運(yùn)行時(shí)，每前進(jìn)一條掃描線，就對(duì)變化值做一次加法。在每條掃描線上，用截得多邊形線上的亮度做線性插值。 第39頁(yè)，

21、共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一393Phong方法 該方法稱為法向插值著色方法或Phong著色方法。這個(gè)方法是對(duì)法向量進(jìn)行插值，而不是對(duì)亮度進(jìn)行插值。在求得各頂點(diǎn)法向后，求多邊形邊上各點(diǎn)及多邊形面內(nèi)任意點(diǎn)處法向所用的插值方法，與亮度插值明暗法中進(jìn)行插值計(jì)算的方法相同。因此這個(gè)插值也可以很好地應(yīng)用前面提到的掃描線算法。 第40頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一40 求得掃描線上每點(diǎn)的法向量后，在每點(diǎn)處實(shí)際計(jì)算亮度，可以應(yīng)用任何一種光照明模型。如果應(yīng)用鏡面反射，比起亮度插值法會(huì)得到明顯的改進(jìn)，因?yàn)閺?qiáng)光能更加真實(shí)地得到反映。即使不應(yīng)用鏡面反射，法向插值的結(jié)

22、果也比亮度插值的結(jié)果好。這是因?yàn)閷?duì)每一點(diǎn)都使用法向量的近似值，使得可以減少M(fèi)ach帶效應(yīng)引起的問(wèn)題。但另一方面，對(duì)每一點(diǎn)都要計(jì)算亮度，使得計(jì)算量大為增加。 第41頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一41Phong方法繪制多邊形的步驟：（1）計(jì)算多邊形的單位法矢量。（2）計(jì)算多邊形頂點(diǎn)的單位法向量。（3）在掃描線消隱算法中，對(duì)多邊形頂點(diǎn)的法向量進(jìn)行雙線性插值，計(jì)算出多邊形內(nèi)部（掃描線上位于多邊形內(nèi)部）各點(diǎn)的法向量。第42頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一42第43頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一43同樣，采用如下增量方法可以提高計(jì)

23、算速度。當(dāng)掃描線y遞增一個(gè)單位變?yōu)閥+1時(shí)，NA，NB的增量分別為NA，NB，即 其中當(dāng)x遞增一個(gè)單位（P點(diǎn)沿掃描右移一個(gè)單位）時(shí)，NP增量為NP即其中 （4）利用光照明模型計(jì)算P點(diǎn)的顏色。第44頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一44 Phong著色方法中，多邊形上每一點(diǎn)需要計(jì)算一次光照明模型，因而計(jì)算量遠(yuǎn)大于Gouraud著色方法。但是Phong著色方法繪制的圖形更加真實(shí)，特別體現(xiàn)在如下兩個(gè)場(chǎng)合（考慮要繪制一個(gè)三角型）。 如果鏡面反射指數(shù)n較大，三角形左下角的頂點(diǎn)a（R與V的夾角）很小，而另兩個(gè)頂點(diǎn)的a很大，以光照明模型計(jì)算的結(jié)果是左下角頂點(diǎn)的亮度非常大（高光點(diǎn)），另兩

24、個(gè)頂點(diǎn)的亮度小。若采用Gourauf方法繪制，由于它是對(duì)頂點(diǎn)的亮度進(jìn)行插值，導(dǎo)致高光區(qū)域不正常地?cái)U(kuò)散成很大一塊區(qū)域。而根據(jù)n的意義，當(dāng)n較大時(shí)，高光區(qū)域?qū)嶋H應(yīng)該較集中。采用Phong方法繪制的結(jié)果更符合實(shí)際情況。 第45頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一45當(dāng)實(shí)際的高光區(qū)域?yàn)榕c三角形中間時(shí)，采用Phong方法能產(chǎn)生正確的結(jié)果，而若采用Gouraud方法，由于按照光照明模型計(jì)算出來(lái)的三個(gè)頂點(diǎn)處的亮度都較小，線性插值的結(jié)果是三角形中間不會(huì)產(chǎn)生高光區(qū)域。第46頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一46 Flat Gouraud Phong第47頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一47 陰影可以分為本影和半影。 本影：景物表面上未被任何光源直接照射到的區(qū)域。半影：景物表面被部分光源照射但沒(méi)被全部光源照射到的半明半暗的區(qū)域。點(diǎn)光源：光線由光源出發(fā)向四周發(fā)散，和場(chǎng)景中物體相比，光源很小且距離景物足夠遠(yuǎn)。分布式光源：光源與場(chǎng)景中的物體相比不夠小，且距景物較近，這時(shí)需計(jì)算光源外表面各點(diǎn)所共同產(chǎn)生的光照。 單一點(diǎn)光源只能產(chǎn)生本影。而線光源、面光源或分布式光源可同時(shí)產(chǎn)生本影和半影。第三節(jié) 陰 影 第48頁(yè)，共53頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)15分，星期一48本影半影無(wú)影分布式光源 本影的計(jì)算簡(jiǎn)單，半影計(jì)算復(fù)雜。我