计算机图形学真实感图形绘制.pptVIP

10.5模拟景物表面细节*颜色纹理：通过颜色色彩或明暗度的变化体现出来的表面细节。几何纹理：由于不规则的细小凹凸造成的。颜色纹理取决于物体表面的光学属性，而几何纹理由物体表面的微观几何形状决定。10.5模拟景物表面细节*用多边形模拟表面细节纹理的定义和映射凹凸映射多边形模拟表面细节*简单地模拟景物表面细节的方法是用多边形，称为表面图案多边形，来模拟纹理的结构和模式。1处理时，首先根据待生成的颜色纹理构造表面图案多边形，然后将表面图案多边形覆盖到物体的表面上。2纹理映射和定义*生成颜色纹理的一般方法，是预先定义纹理模式，然后建立物体表面的点与纹理模式的点之间的对应。当物体表面的可见点确定之后，以纹理模式的对应点参与光照模型进行计算，就可把纹理模式附到物体表面上。这种方法称为纹理映射（TextureMapping）。纹理映射和定义*图9纹理映射中纹理空间、物体空间和像素空间的变换纹理映射和定义*图10由像素空间向纹理空间的映射凹凸映射*1978年，Blinn提出了一种无需修改表面几何模型，即能模拟表面凹凸不平效果的有效方法——凹凸映射技术（BumpMapping）。10.6整体光照模型与光线跟踪*光线跟踪算法Whitted光照模型整体光照模型整体光照模型*一个完整的光照明模型应该包括由光源和环境引起的漫反射分量、镜面反射分量、规则透射分量以及漫透射分量等。仅考虑由光源引起的漫反射分量和镜面反射分量，而环境反射分量则简单地用一常数来代替，这类光照模型称为局部光照模型。能同时模拟光源和环境照明效果的光照模型称为整体光照模型。Whitted光照模型*Whitted在简单光照模型中增加了环境镜面反射光和环境规则透射光，以模拟周围环境的光投射在景物表面上产生的理想镜面反射和规则透射现象。图11物体表面的镜面反射和投射光线跟踪算法*图12光线跟踪算法光线跟踪（RayTracing）方法基于几何光学的原理，通过模拟光的传播路径来确定反射、折射和阴影等。光线跟踪算法步骤*从视点出发，确定穿过每个像素中心的光线路径，然后，沿这束光线累计光强，并将最终值赋给相应像素。对于每一像素光线，对场景中的所有物体表面进行测试以确定其是否与该光线相交，并计算出交点的深度，深度最大（z值）的交点即为该像素对应的可见点。然后，继续考察通过该可见点的从属光线（SecondaryRays）。光线跟踪算法步骤*对每条从属光线重复过程：与场景中的所有物体求交。然后递归地在沿从属光线方向最近的物体表面上生成下一折射和反射光线。当由每个像素出发的光线在场景中被反射和折射时，逐个将相交物体表面加入到一个二叉光线跟踪树中。当树中的一束光线到达预定的最大深度或到达某光源时，就停止跟踪。光线跟踪算法步骤*图13光线跟踪及光线跟踪树光线跟踪算法步骤*可以从光线跟踪树的叶结点开始，累计光强贡献以确定某像素处的光强大小。树中每个结点的光强由树中的子结点处继承而来，但光强大小随距离而衰减。像素光强是光线树根结点处的衰减光强的总和。*基本概念简单光照模型基于简单光照模型的多边形绘制第十章真实感图形绘制基本概念*真实感图形绘制：通过综合利用数学、物理学、计算机以及心理学等知识在计算机图形输出设备上绘制出能够以假乱真的美丽景象。光强（度）：描述物体表面朝某方向辐射光的颜色，它既能表示光能大小又能表示其色彩组成的物理量。基本概念*光照模型（Illuminationmodel），也称明暗模型，主要用于物体表面某点处的光强度计算。简单的光照模型复杂的光照模型基本概念*真实感图形绘制过程根据假定的光照条件和景物外观因素，依据一定的光照模型，计算可见面投射到观察者眼中的光强度大小，并将它转换成适合图形设备的颜色值，生成投影画面上每一个象素的光强度，使观察者产生身临其境的感觉。真实感图形绘制步骤基本概念*输入标题在计算机中进行场景造型；输入标题输入标题输入标题进行真实感图形绘制。2进行取景变换和透视变换；进行消隐处理；14310.1简单光照模型*简单光照模型环境光漫反射光镜面反射光光强衰减颜色处理简单光照模型*STEP01STEP02简单光照模型中只考虑反射光的作用。反射光由环境光、漫反射光和镜面反射光三部分组成。特点：照射在物体上的光来自周围各个方向，又均匀地向各个方向反射。P点对环境光的反射强度为环境光（BackgroundLight）图1环境光的反射一个粗糙的、无光泽的表面呈现为漫反射。特点：光源来自一个方向，反射光均匀地射向各个方向。由Lam