《真实感显》PPT课件

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1、真实感显示真实感显示概述基本光照模型明暗处理透明阴影纹理自然景物模拟反失真技术概述应用与主要技术真实感图形消隐明暗阴影纹理自然景物光照光照模型基本概念消隐物体表面点或边的可见性计算（Color计算）光照物体表面点的光强度计算（Intensity）光照模型光强度计算光源反射折射光照模型光强度计算光源反射折射光源环境光点光源光照模型光强度计算光源反射折射反射镜面反射漫反射光照模型光强度计算光源反射折射折射镜面折射漫折射光照模型环境光计算光源反射折射环境光来自环境的漫照射，是一种分布光源。光线被环境经过一系列的反射、折射以后，无法精确的定量计算光照模型环境光计算光源反射折射环境光强度：I

2、＝IαKαIα：环境光强度（白天，黑夜）Kα：环境光的漫反射系数（晴天、阴天、下雾；0≤Kα≤1）光照模型点光源计算光源反射折射点光源直接入射的光（太阳、灯…）；数量有限，可以精确计算；计算时分漫反射、镜面反射、折射分别进行光照模型漫反射光源反射折射漫反射光源发出的光穿过物体表面，被吸收后重新发射出来的光。颜色＝物体颜色（白光照在蓝色物体，漫反射光＝蓝色）光照模型漫反射光源反射折射漫反射无方向性光照模型漫反射光源反射折射漫反射强度计算I＝IpKdcos(θ)I：表面反射光的强度Ip：从点光源发出的入射光的强度Kd：漫反射系数（0≤Kd≤1）θ：入射光与表面法线的夹角光照模型镜面反射

3、光源反射折射镜面反射光源被物体表面直接反射回来的光。颜色＝光颜色（白光照在蓝色物体，镜面反射光＝蓝色）光照模型镜面反射光源反射折射镜面反射有方向性纯镜面光滑表面θθ光照模型镜面反射光源反射折射镜面反射强度计算I＝IpKscos(β)I：表面镜面反射光的强度Ip：从点光源发出的入射光的强度Ks:镜面反射系数β：视线与表面法线的夹角n光照模型基本光照模型Phong光照模型环境光、漫反射光、镜面反射光三个分量的组合。强度：I＝I环境光＋(I漫反射光＋I镜面反射光)点光源有多点光源时：I＝I环境光＋∑(I漫反射光i＋I镜面反射光i)LRVL：入射光方向单位矢量R：反射光方向单位矢量V：视线

4、方向单位矢量光照模型基本光照模型距离效应方向相同，强度相同的光，在不同的距离有不同的效果。d：视点与物体距离k：光的衰减系数光照模型基本光照模型颜色的确定将光源分为红、黄、蓝（R、G、B）三基色，分别计算各自的强度：红色：同理可求得绿色和蓝色的强度。三种颜色光的强度进行调色，得出最终的颜色。明暗处理Gourand的明暗处理基本思想：对亮度作双曲线性插值1(x1,y1)2(x2,y2)3(x3,y3)4(x4,y4)扫描线.a.b.p明暗处理Gourand的明暗处理法矢量：n取各个面平均值n1n1n1n1B.nB=(n1+n2+n3+n4)/4明暗处理Gourand的明暗处理缺点:(

5、1)马赫现象（亮带或黑带）(2)高光问题P点应有高光，但是A、B、C无高光，所以P点不可能出现高光。DABCP.光线明暗处理Phong模型基本思想：离散的法向量线性插→连续的法向量插值函数→非线性的强度插值公式.p1(x1,y1)2(x2,y2)3(x3,y3)4(x4,y4).a.b扫描线na=n1与n2的线性插值；nb=n1与n4的线性插值；np=na与nb的线性插值；透明基本概念当光穿过透明物体时，会发生反射和透射。交界面表面法线媒质1媒质2入射光线反射光线透射光线θθ’η1sinθ=η2sinθ’η1和η2分别为两种媒质中的折射率透明基本概念原来不可见的物体变成可见，可见的

6、物体变成不可见。折射现象产生的失真视线透射也有：镜面透射和漫透射透明计算不考虑折射和漫透射，可简单地模拟透明现象：人眼接受到的p点的光亮度由两部分组成：P点反射光能(1-t)IcPt点折射光能tIt所以，I=(1-t)Ic+tItt=0,A物体不透明t=1,A物体透明光源人眼BAPPt阴影基本概念景物中没有被光源直接照射到的暗区就是阴影。阴影可分为本影和半影。光源阴影多边形裁剪法基本思想：通过光源和视点两次消隐生成阴影光源视线阴影Z缓冲器方法基本思想:(1)相对于光源作Z-Buffer处理(2)相对于View作Z-Buffer处理纹理基本概念计算机图形学中物体表面细节成为纹理。表面

7、纹理包括颜色纹理与几何纹理。白色大理石栎木斜纹布纹理纹理映射nv纹理空间xy图像空间dAx0y0景物空间z0ds像素一般假定映射函数为一个线性函数：θ=Au＋Bη=Cv＋D自然景物模拟法向扰动法由Blinn于1978年提出，主要用于模拟表面凹凸不平的景物，如，果皮、波浪、云彩等。方法：在表面的每一点上沿其表面法向产生一个新的向量。该向量很小，不致影响表面形状，但对表面该点处的法向产生很大的扰动。自然景物模拟碎化表面法利用不规则的碎片平面来模拟地形起伏，特别是岩石多的地