Lec10真實感圖形學12/17/20221主要內容簡單光照明模型多邊形繪制方法透明整體光照明模型光線跟蹤算法12/17/20222光照模型光照模型(IlluminationModel):計算某一點的光強度的模型12/17/20223影響觀察者看到的表面顏色的因素物體的幾何形狀光源

位置、距離、顏色、數(shù)量、強度、種類環(huán)境

遮擋關系、光的反射與折射、陰影視點位置物性

材料、顏色、透明度折射性表面光潔度12/17/20225光源幾何性質點光源線光源面光源光譜組成白色光:等能量的各種波長可見光的組合彩色光單色光12/17/20226真實感圖形學早期發(fā)展1967年,Wylie等人第一次在顯示物體時加進光照效果,認為光強與距離成反比1970年,Bouknight提出第一個光反射模型:Lambert漫反射＋環(huán)境光1971年,Gouraud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12/17/20227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12/17/20228能量關系在光的反射和折射現(xiàn)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12/17/202210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12/17/202212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)的兩個球12/17/202214簡單光照明模型-環(huán)境光缺點：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恒定的值，沒有明暗的自然過度。12/17/202215簡單光照明模型考慮引入點光源點光源:幾何形狀為一個點,位于空間中的某個位置,向周圍所有的方向上輻射等強度的光.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.12/17/202216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(shù)入射角漫反射光的強度只與入射角有關12/17/202217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=(0.02~0.2)Ip例子12/17/202218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12/17/202220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。12/17/202221簡單光照明模型-鏡面反射鏡面反射Is為鏡面反射光強.點光源的亮度Ks是與物體有關的鏡面反射系數(shù).n為鏡面反射指數(shù),n越大,則Is隨的增大衰減的越快n的取值與表面粗糙程度有關n越大,表面越平滑(散射現(xiàn)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(xiàn)象嚴重)或12/17/202223角度余弦值隨n的增大而衰減12/17/202224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環(huán)境光(AmbientLight)漫反射(DiffuseReflection)鏡面反射(SpecularReflection)12/17/202226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。12/17/202227簡單光照明模型-Phong光照明模型的實現(xiàn)對物體表面上的每個點P,均需計算光線的反射方向.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NHLRaVbH:L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12/17/202228簡單光照明模型-光的衰減光的衰減光在光源到物體表面過程中的衰減光強按1/d2進行衰減：缺點:當d很大時,變化很小;d很小時,變化很大衰減函數(shù)光照明方程12/17/202230簡單光照明模型-光的衰減光從物體表面到人眼過程中的衰減深度暗示(DepthCueing)技術:最初用于線框圖形的顯示,使距離遠的點比近的點暗一些.經(jīng)過改進,這種技術同樣適用于真實感圖形顯示設前參考面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]).給定物體上一點的深度值Z0,該點對應的比例因子S0按如下方式確定前參考面后參考面12/17/202231簡單光照明模型-光的衰減當Z0>Zf時，取S0=Sf當Z0<Zb時，取S0=Sb當Z0在區(qū)間[Zb,Zf]時，取原亮度I按比例S0與融合亮度Idc混合，目的是獲得最終用于顯示的亮度I’，Idc由用戶指定，12/17/202232簡單光照明模型-光的衰減特例：取Sf=1,Sb=0,Idc=0，則當物體位于參考面之前時，S0=Sf=1，I’=I，即亮度沒有被衰減。當物體位于后參考面之后時，S0=

Sb

=0，I’=Idc=0，即亮度衰減為0。而當Z0屬于[Zb,Zf]時，I’=S0I，亮度被部分衰減。由此可以產(chǎn)生較好的效果。12/17/202233簡單光照明模型-彩色場景的產(chǎn)生產(chǎn)生彩色選擇合適的顏色模型----RGB模型為顏色模型中的每一種基色建立光照明方程12/17/202234簡單光照明模型-彩色場景的產(chǎn)生系數(shù)分解上述各等式中，右端的矢量用來控制表面的基本顏色，當選定了物體表面的顏色之后，它們就固定不變了。用戶通過調節(jié)Ka，Kd，Ks來改變表面的反射率。12/17/202235簡單光照明模型-彩色場景的產(chǎn)生新的光照明方程統(tǒng)一表示12/17/202236簡單光照明模型-多個光源采用多個光源采用m個光源的光照明方程12/17/202237簡單光照明模型-多個光源例子：其中a圖：線框圖b圖：環(huán)境光c圖：增加漫反射d圖：增加鏡面反射e圖：增加光的衰減f圖：兩個點光源12/17/202238Phong光照明模型的不足Phong光照明模型是真實感圖形學中提出的第一個有影響的光照明模型經(jīng)驗模型，Phong模型存在不足：顯示出的物體象塑料，無質感變化沒有考慮物體間相互反射光鏡面反射顏色與材質無關鏡面反射大入射角失真現(xiàn)象12/17/202239多邊形繪制方法分類：均勻著色與光滑著色均勻著色方法：任取多邊形上一點，利用光照明方程計算出它的顏色，用這個顏色填充整個多邊形適用場合：1）光源在無窮遠處； 2）視點在無窮遠處； 3）多邊形是物體表面的精確表示；12/17/202240多邊形繪制方法缺點:產(chǎn)生的圖形效果不好 如左圖,相鄰兩個多邊形的法向不同,計算出來的顏色也不同,因此造成整個物體表面的顏色過渡不光滑如何解決？光滑著色:亦稱插值著色 Gouraud著色方法 Phong著色方法12/17/202241Gouraud著色方法Gouraud于1971年提出,又被稱Gouraud明暗處理基本思想:在每個多邊形頂點處計算顏色,然后在各個多邊形內部進行線性插值,得到多邊形內部各點顏色.即它是一種顏色插值著色方法注意:Gouraud著色方法并不是孤立的處理單個多邊形,而是將構成一個物體表面的所有多邊形(多邊形網(wǎng)格)作為一個整體來處理12/17/202242Gourand著色方法對多邊形網(wǎng)格中的每一個多邊形，Gourand著色處理分為如下四個步驟：步驟 1、計算多邊形的單位法矢量 2、計算多邊形頂點的單位法矢量

12/17/202243與某個頂點相鄰的所有多邊形的法向平均值近似作為該頂點的近似法向量計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-頂點法向計算12/17/202244Gourand著色方法利用光照明方程計算頂點光強(顏色)對多邊形頂點光強(顏色)進行雙線性插值,獲得多邊形內部各點的光強(顏色)12/17/202245Gourand著色方法-光強插值雙線性光強插值:假設待繪制的三角形投影為P1P2P3,Pi的坐標為(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.P(x,y)是AB上的一點.A點的顏色IA由P1、P2點的顏色I1、I2線性插值得到12/17/202246Gourand著色方法-增量算法采用增量算法可以加速計算當掃描線y遞增一個單位變?yōu)閥+1時,IA、IB的增量分別為DIA,DIB,即12/17/202247Gourand著色方法-增量算法當x遞增一個單位時,IP的增量為DIP即12/17/202248Gourand著色方法優(yōu)點:能有效的顯示漫反射曲面,計算量小缺點:高光有時會異常當對曲面采用不同的多邊形進行分割時會產(chǎn)生不同的效果Gouraud明暗處理會造成表面上出現(xiàn)過亮或過暗的條紋,稱為馬赫帶(Mach_band)效應改進－Phong提出雙線性法向插值,以時間為代價,解決高光問題12/17/202249Phong著色方法基本思想:通過對多邊形頂點的法矢量進行插值,獲得其內部各點的法矢量,又稱為法向插值著色方法步驟 1、計算多邊形單位法矢量 2、計算多邊形頂點單位法矢量3、對多邊形頂點法矢量進行雙線性插值,獲得內部各點的法矢量4、利用光照明方程計算多邊形內部各點顏色12/17/202250Phong著色方法-法向插值NA由N1、N2線性插值得到：12/17/202251Phong著色方法-增量算法采用增量算法可以加速計算。 1）當掃描線y遞增一個單位變?yōu)閥+1時，NA、NB的增量分別為DNA，DNB，即12/17/202252Phong著色方法-增量算法 2）當x遞增一個單位時，IP的增量為DIP即12/17/202253Phong著色方法優(yōu)點：

Phong著色方法繪制的圖形比Gouraud方法更真實,體現(xiàn)在兩個方面:高光區(qū)域的擴散,產(chǎn)生正確的高光區(qū)域缺點:1、Phong著色方法計算量遠大于Gouraud著色方法2、在處理某些多邊形分割的曲面時,Phong算法還不如Gouraud算法好

12/17/202254增量式模型示例牛的三角網(wǎng)格模型用簡單光照明模型顯示用增量式光照明模型 顯示12/17/202255透明現(xiàn)實世界中有許多透明物體,如玻璃等.透過透明物體,可以觀察到其后面的景物.如何模擬這種透明效果呢？模擬透明的最簡單的方法是忽略光線在穿過透明體時所發(fā)生的折射.雖然這種模擬方法產(chǎn)生的結果不真實,但在許多場合往往非常有用.例如:我們有時希望能夠看到透過某透明物體觀察其后面的景物,而又不希望景物因為折射而發(fā)生變形12/17/202256透明效果的簡單模擬不考慮透明體對光的折射以及透明物體本身的厚度光通過物體表面不改變方向產(chǎn)生簡單透明效果的方法插值透明方法過濾透明方法12/17/202257簡單透明-插值透明假設:多邊形1是透明的,它位于觀察者與不透明的多邊形2之間.像素的顏色Il由A、B兩點的顏色Il1和Il2插值產(chǎn)生.即

Kt1:多邊形1的透射系數(shù),Kt1范圍(0，1)

Kt1=0表示多邊形完全不透明,所以Il

=Il1

Kt1=1表示多邊形完全透明,所以Il

=Il212/17/202258簡單透明-插值透明為了產(chǎn)生逼真的效果,通常只對兩個多邊形表面顏色的環(huán)境光分量和漫反射分量采用

進行計算,得到的結果再加上多邊形1的鏡面反射分量作為像素的顏色值.12/17/202259簡單透明-過濾透明過濾透明方法將透明物體看作一個過濾器,有選擇的允許某些光透過而屏蔽了其余的光.對右圖有: 其中Kt1仍是多邊形1的透射系數(shù),但不再局限于(0~1).Kt1越大,多邊形2的顏色透過來的越多.Ctl對不同的顏色各不相同.Ctl=0表示某種顏色的光不能透過多邊形112/17/202260簡單透明無論采用插值透明方法還是采用過濾透明方法,當多邊形1之前還有其它的透明多邊形時,Il都要遞歸計算簡單透明比較容易結合到多邊形繪制算法中12/17/202261考慮折射的透明折射定律其中：ηi,ηt分別是入射光線在空氣,物體中的折射率,θi、θt分別是入射角和折射角12/17/202262考慮折射的透明-透射矢量的計算設單位入射光矢量為I(方向與光線的入射方向相反),單位法矢量為N,單位透射光矢量為T,則12/17/202263考慮折射的透明當光線從高密度介質向低密度介質時,hi>ht,即qt>qi。如果入射角不斷增大,到一定的程度,折射角qt=90度,此時透射光線沿著平行于分界面的方向傳播,稱此時的qi為臨界角度,記為qc。當qi>qc時,發(fā)生全反射,透射與反射光合二為一如何產(chǎn)生帶有折射的透明效果呢？12/17/202264光透射模型的研究早期簡單透射現(xiàn)象的模擬1980年，Whitted光透射模型，首次考慮了光線的折射現(xiàn)象1983年，在Whitted的基礎上，Hall光透射模型，考慮了漫透射和規(guī)則透射光12/17/202265整體光照明模型

簡單光照模型(亦稱局部光照模型)不考慮周圍環(huán)境對當前景物表面的光照明影響，忽略了光在環(huán)境景物之間的傳遞，很難表現(xiàn)自然界復雜場景的高質量真實感圖形。為了增加圖形的真實感，必須考慮環(huán)境的漫射、鏡面反射和規(guī)則透射對景物表面產(chǎn)生的整體照明效果。

12/17/202266整體光照明模型物體表面入射光的構成（1）光源直接照射（2）其它物體的反射光（3）透射光局部光照明模型僅考慮了（1）12/17/202267整體光照明模型例如：從視點觀察到的物體A表面的亮度來源于三方面的貢獻：（1）光源直接照射到A的表面，然后被反射到人眼中的光產(chǎn)生的。（2）光源或其它物體的光經(jīng)A物體折射到人眼中的光產(chǎn)生的。（3）物體B的表面將光反射到物體A的表面，再經(jīng)物體A的表面反射到人眼中產(chǎn)生的。局部光照明模型僅考慮了（1）12/17/202268Whitted光照模型Whitted光照模型基于如下假設：物體表面向視點方向V輻射的光亮度Il由三部分組成：（1）光源直接照射引起的反射光亮度Ill。（2）來自V的鏡面反射方向R的其它物體反射或折射來的光的亮度Isl。（3）來自V的透射方向T的其它物體反射或折射來的光的亮度Itl12/17/202269Whitted光照模型Whitted光照模型：Il=Ill

+KsIsl+KtItl或Isl為鏡面反射方向的入射光強度；Ks為鏡面反射系數(shù),為0～1之間的一個常數(shù)Itl為折射方向光強,Kt為透射系數(shù),是0～1之間的常數(shù)Ill的計算可采用Phong模型因此,關鍵是Is和It的計算.如何計算呢？12/17/202270Whitted光照模型-反射、折射方向計算已知視線方向V，求其反射方向R與折射方向T（N是表面的法向方向）視線V的反射方向R折射方向T12/17/202271光線跟蹤算法的基本原理自然界中光線的傳播過程光源 物體表面 物體表面 人眼光線跟蹤過程----光線傳播的逆過程12/17/202272光線跟蹤算法的基本原理從視點向每個象素發(fā)出一條光線,它與場景中的一些物體表面相交,最近的交點即為可見點,記為P.像素的亮度即由P點的亮度確定.由Whitted光照模型可知,P點的亮度由三部分組成:其中Ill可以直接由局部光照模型計算得到12/17/20227312/17/202274光線跟蹤算法的基本原理為了求Isl和Itl，從P點發(fā)出反射光線和透射光線，它分別交場景中的物體表面于Ps和Pt，Ps和Pt點的亮度即分別為Isl和Itl，將它們求出代入Whitted模型即可。但是，Isl和Itl同樣由Whitted模型確定，即Whitted模型是一個遞歸式，從而計算Isl和Itl需要重復以上的計算過程:計算局部光亮度、發(fā)出反射光線與透射光線。。?？梢杂靡豢霉饩€樹來表示12/17/20227512/17/202276光線跟蹤算法的基本原理遞歸終止條件：1、光線不與場景中的任何物體相交2、被跟蹤的光線達到了給定的層次3、由于Ks和Kt都小于1，當光線經(jīng)過反射和折射后，其亮度會衰減。因此可以預先設置一個閾值，在進行光線跟蹤時，若被跟蹤光線對像素亮度的貢獻小于這個閾值，便停止跟蹤。12/17/202277光線跟蹤算法-算法描述設置視點，投影平面以及窗口的參數(shù)；For（窗口內的每一條掃描線）for（掃描線上的每一個像素）{確定從視點指向像素中心的光線ray；像素的顏色=RayTracing(ray,1)；}12/17/202278光線跟蹤算法描述ColorRayTracing(Rayray,intdepth){求ray與物體表面最近的交點P；if（有交點）{用局部光照明模型計算P點的Ic；color=Ic;if（depth<給定的最大跟蹤層次）{計算ray的反射光線；Is=RayTracing(反射光線，depth+1）；if（物體是透明的）{計算ray的透射光線；It=RayTracing(透射光線，depth+1);}color=Ic+Is+It;}}elsecolor=black；returncolor;}12/17/202279光線跟蹤算法根據(jù)光線跟蹤基本原理,假設在顯示分辨率為N×M的屏幕上生成圖形,必須從視點出發(fā)通過屏幕向景物發(fā)射N×M條光線. 設每根光線在場景中經(jīng)過反射和折射平均派生出d根光線,并設每一景物交點朝光源發(fā)射m條陰影探測光線,則總的光線數(shù)增加至(m+1)dNM.當m為2,d為5,N為800,M為600時,其光線數(shù)目是720萬條.這意味著需進行720萬次直線與景物的求交計算才能完成圖形的繪制,龐大的求交量使圖形繪制耗費大大增加.生成一幅中等復雜程度的真實感圖形需要數(shù)分鐘至數(shù)小時

12/17/202280光線跟蹤算法

優(yōu)點：能夠方便的產(chǎn)生陰影,模擬鏡面反射與折射現(xiàn)象.缺點：計算量大,每一條光線都要與場景中的物體進行求交、計算光照模型等.12/17/202281紋理的概述用簡單光照明模型生成真實感圖象，由于表面過于光滑單調，反而顯得不真實現(xiàn)實物體表面有各種表面細節(jié)－紋理木材表面的木紋建筑物墻壁上的裝飾圖案桔子皮表面的皺紋12/17/202282示例 紋理

12/17/202283模型

12/17/202284映射

12/17/202285紋理紋理是物體表面的細小結構紋理類型顏色紋理，二維紋理，物體表面花紋、圖案三維紋理，木材紋理幾何紋理，基于物體表面的微觀幾何形狀法向擾動12/17/202286紋理映射紋理映射是把紋理圖象值映射到三維物體的表面的技術紋理映射的問題改變物體的屬性，可以產(chǎn)生紋理的效果，對簡單光照明模型而言改變漫反射系數(shù)來改變物體的顏色改變物體表面的法向量12/17/202287紋理定義方法：圖象紋理：將二維紋理圖案映射到三維物體表面，繪制物體表面上一點時，采用相應的紋理圖案中相應點的顏色值。函數(shù)紋理：用數(shù)學函數(shù)定義簡單的二維紋理圖案，如方格地毯?；蛴脭?shù)學函數(shù)定義隨機高度場，生成表面粗糙紋理即幾何紋理進行紋理映射建立紋理與三維物體之間的對應關系擾動法向量12/17/202288原始模型

12/17/202289二維紋理

12/17/202290幾何紋理

12/17/202291綜合

12/17/202292三維紋理12/17/202293物體表面細節(jié)的模擬物體表面的細節(jié)可以分為兩類一類是由物體表面顏色色彩、明暗變化體現(xiàn)出來的細節(jié)，如光滑瓷磚表面上裝飾圖案，它主要取決于物體表面的材質屬性；一類是由物體表面不規(guī)則的細小凹凸造成的細節(jié)，如桔子表面的皺紋，它主要取決于物體本身的幾何形狀。12/17/202294將圖繪制到光滑的四分之一圓柱體上之后的效果12/17/202295在計算機中描述物體材質屬性、幾何形狀的細節(jié)很難，如果只追求看起來象就可以了，可以通過紋理映射的方式生成物體表面的細節(jié)。紋理映射可以分為：顏色紋理映射和幾何紋理映射。顏色紋理映射用來在光滑表面上產(chǎn)生花紋圖案的效果，幾何紋理映射用來使物體表面產(chǎn)生凹凸不平的效果。一般地講，利用紋理映射可以在不增加場景描述復雜度，不顯著增加計算量的前提下，大幅度地提高圖形的真實感12/17/202296紋理算法原理在光滑表面上繪制花紋其實是花紋映射在物體表面上的結果.這一映射可以簡單的用一個坐標系到另一個坐標系的變換來描述：假設在紋理空間中的一個正交坐標系(u,w)中定義花紋和圖案,而在對象空間或圖像空間中的另一個正交坐標系(θ,φ)中定義物體的表面在表面上繪制花紋便需要在兩個正交坐標系中定義一個映射函數(shù),即 θ=f(u，w),φ=g(u，w)

或u=r(θ,φ),w=s(θ,φ)12/17/202297紋理算法原理一般考慮的映射函數(shù)為一個線性函數(shù)： θ=Au+B,φ=Cw+D

這里A,B,C,D為常數(shù),可由兩個坐標系中的已知點間的對應關系而求得12/17/202298顏色紋理映射的三個主要步驟紋理函數(shù)定義；映射函數(shù)定義；紋理映射的實施；12/17/202299顏色紋理映射技術

紋理圖案

(a)紋理定義域(b)物體表面

映射函數(shù)的建立12/17/2022100例如,上圖所示圖案將映射到下圖所示第一象限中的球面片上,圖案由二維網(wǎng)格構成.球面參數(shù)方程為：

x=sinθsinφ(0＜θ＜π/2,

y=cosθsinφπ/4＜φ＜π/2)

z=cosφ

12/17/2022101設網(wǎng)格圖案的四角分別映射到球面四邊形的四角上,即

u=0,w=0映射到θ=0,φ=π/2

u=1,w=0映射到θ=π/2,φ=π/2

u=0,w=1映射到θ=0,φ=π/4

u=1,w=1映射到θ=π/2,φ=π/4可得A=π/2，B=0,C=-π/4,D=π/2

對應的映射函數(shù)為：θ=uπ/2，φ=π/2-wπ/4；該映射函數(shù)將uw空間中的圖案映射到θφ空間,再按球面參數(shù)方程把θφ空間中的圖案變換到xyz坐標系中12/17/2022102幾何紋理幾何紋理方法－對物體表面幾何性質作微小擾動，產(chǎn)生凹凸不平的細節(jié)效果，給物體表面圖象加上一個粗糙的外觀物體表面上的每一個點P(u,v)，都沿該點處的法向量方向位移F(u,v)個單位長度，新表面位置：12/17/2022103通過對兩個偏導數(shù)求叉積得到F相對很小，忽略不計，有新表面法向量計算12/17/2022104幾何紋理實現(xiàn)擾動后的法向量單位化,用于計算曲面的明暗度,產(chǎn)生凹凸不平的幾何紋理F的偏導數(shù)的計算,可以用中心差分實現(xiàn)幾何紋理函數(shù)定義可以用統(tǒng)一的圖案紋理記錄圖案中較暗的顏色對應較小F值，較亮的顏色對應較大F值，把各象素的值一個二維數(shù)組記錄下來，就是幾何紋理統(tǒng)一表示12/17/2022105紋理映射例子地板與墻都是經(jīng)過二維圖象紋理映射后的平面12/17/202210612/17/202210712/17/202210812/17/202210912/17/202211012/17/202211112/17/202211212/17/2022113陰影的生成陰影是現(xiàn)實生活中一個很常見的光照現(xiàn)象.在真實感圖形學中,通過陰影可以反映出物體之間的相互位置關系,增加圖形圖像的立體效果,極大地增強真實感。.陰影可以分為本影和半影本影是指物體表面上那些沒有被任何光源直接照射到的部分半影是指物體表面上那些被某些特定光源或特定光源的一部分直接照射到,但不是被所有光源直接照射到的部分。12/17/202211412/17/2022115場景繪制時，先利用消隱技術確定物體表面的可見部分或者是像素所對應的物體表面上的可見點，然后應用光照模型計算物體表面上可見點的亮度，這時如果根據(jù)光源是否可以直接照射到物體表面上當前可見點來取舍光源的照明效果，則繪制出來的圖像具有陰影的效果。12/17/2022116光線投射算法和光線追蹤算法可以用于陰影的生成對光線投射算法而言,如果光源不能直接照射到像素所對應的物體表面上的可見點,則物體表面上當前可見點的亮度只包含環(huán)境光反射項對光線追蹤算法而言,如果光源不能直接照射到當前追蹤到的物體表