《真实感图形处理》PPT课件

《《真实感图形处理》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第9章真实感图形处理图形的真实感处理主要指场景隐藏线／面的消除、物体表面的明暗效果及其表面的色彩、纹理处理。19.1简单光照模型9.2多边形明暗处理9.3物体表面细节模拟9.6整体光照模型9.4阴影9.5透明29.1简单光照模型（局部）光的反射、透射与转化反射、透射、吸收3环境光光亮度是对光线复杂传播现象的抽象描述。在空中的任何位置、任何方向强度相等。环境光光亮度:Ie=KaIaIa入射的环境光亮度，Ka物体表面对环境光的反射系数(0~1)。4例如5点光源向周围辐射等强度的光6漫反射光光亮度光源在景物表面的反射光中向空间各方向均匀反射出去的光。粗糙、无光泽物体（如粉笔）表面对光的

2、反射。7漫反射光照明方程Ip-----点光源的入射光亮度Kd----物体表面漫反射系数(0~1)------入射角要计算物体表面的法矢8将环境光与漫反射结合起来例子9镜面反射光滑物体（如金属或塑料）表面对光的反射.高光入射光在光滑物体表面形成的特别亮的区域。10理想镜面反射11非理想镜面反射12镜面反射光照明方程n----镜面反射的会聚指数V·R)n13将环境光、漫反射与镜面反射结合起来Phong光照模型14光的衰减光在光源到物体表面过程中的衰减。衰减函数：c0、c1、c2为用户获得场景中不同光照效果而供调整的系数。15Phong光照模型：16产生彩色选择合适的颜色模型----

3、RGB模型为颜色模型中的每一种基色建立光照明方程：17系数分解基本色彩、亮度分别控制；环境光与漫反射光的基本色彩统一。18统一表示为：=(r,g,b)新的光照明方程:19采用多个光源的光照明方程20例子21一、常数明暗处理模型(均匀着色方法)9.2多边形明暗处理任取多边形上一点，利用光照明方程计算出它的颜色；用这个颜色填充整个多边形。适合情况光源在无穷远处视点在无穷远处多边形是物体表面的精确表示22优点每个多边形只需计算一次光照明方程，速度快缺点相邻多边形颜色过渡不光滑例子23处理多边形集合或多面体时，常数明暗处理模型对每个多边形只计算一个光照强度值，然后用此值作为整个多边形平

4、面的明暗值赋给多边形的每个象素，使多边形的每个点都具有相同的明暗度，这种方法称为常数明暗法或平面明暗法(Flat)。如果使用多边形来作为曲面的近似时，常数明暗处理就很难得出满意的光滑图形。当把曲面离散成许多小的平面多边形时，若离散度较粗，在光照的表面上使用常数明暗处理后，两个相邻的多边形会显出凸起或凹陷的折痕，在连接处就显得比周围处亮或暗，这就是所谓的马赫带效应。24光滑着色----插值Gourand明暗处理模型(颜色插值))Phong明暗处理模型(法矢量插值)25Gourand在1971年提出了光强度插值明暗算法。该算法较好地消除了用常数明暗法处理光强度的不连续性，但是在明暗强

5、度函数的斜率急剧变化处仍可看到马赫带效应。即Gourand明暗算法不能完全消除光强度的不连续性。Gourand明暗算法的基本思想是在各多边形的公共顶点处，用前面得到的光照较准确地计算各顶点的反射光的明暗度。而对于各多边形内部各点的明暗度，则使用线性插值法计算各点的明暗度。Gourand明暗处理模型(颜色插值)26Gourand明暗处理算法简单，一般可以得到较满意的光滑表面。它的缺点是除了马赫带效应外，在用周围多边形法线来计算共有顶点的法线时，如果得到相邻顶点的法线平行，采用线性插值法计算出平面上各点的明暗值时会得到各平面上的明暗值相同，图形会出现一块光亮的平坦区域。27Goura

6、nd着色方法颜色插值着色方法步骤1、计算多边形的单位法矢量2、计算多边形顶点的单位法矢量283、利用光照明方程计算顶点颜色4、对多边形顶点颜色进行双线性插值，获得多边形内部各点的颜色29Phong明暗算法又称为法线矢量明暗算法。该方法是将多边形顶点处的法线矢量进行线性插值计算以得到多边形内各点的法线，然后用此插值计算各点的光照明暗度，因而Phong明暗算法的计算量要大于Gourand明暗算法的计算工作量。Phong算法较好地模拟了局部范围内的表面弯曲度，得到了很好的曲面效果，尤其在镜面反射的高光区显得很真实。即使不是镜面反射情况，Phong明暗算法的效果也明显地优于Gourand

7、算法。这是因为它在每点进行了光照模型的计算，因而大大地减轻了马赫带效应。但是由于每次插值计算后的法线矢量在代入光照模型前都需要单位化，因而也大大地增加了计算工作量。Phong明暗处理模型(法矢量插值)3031Phong着色方法法向插值着色方法步骤1、计算多边形单位法矢量2、计算多边形顶点单位法矢量3、对多边形顶点法矢量进行双线性插值，获得内部各点的法矢量4、利用光照明方程计算多边形内部各点颜色。3233着色方法存在的问题:----不光滑的物体轮廓插值多边形绘制方法34透视变形方向