14着色处理.PPT

2003.10.23 光照处理和着色处理 局部光照处理 环境光模型 Lambert模型 Phong模型 多边形物体的着色处理 平面着色处理 Gauroud着色处理 Phong着色处理 Phong模型 非理想反射面的表面反射光中包含 环境反射分量 漫反射分量 镜面反射分量 多边形物体的着色处理 多边形物体的着色处理模型 着色处理模型(Shading Model)：利用光照明模型决定多边形物体表面上某点的颜色 多边形物体具有表示简单、便于图形硬件处理的优点 在绘制曲面表示的物体时，均需事先将其转化为三角形网格。 多边形物体的着色处理模型 平面着色处理(Flat Shading) 依据Lambert模型为每一个(可见的)多边形计算出一个颜色值 Lambert模型只与入射光线和法向有关 I=Kd* Il*cos ? 将计算出的颜色值直接赋给该多边形 平面着色处理 平面着色处理 平面着色处理简单 相邻的多边形之间颜色差异较大，存在马赫带(Mach Bands)效应(即光亮度变化率不连续的边界处呈现亮带或黑带) 平面着色处理 为消除这种相邻多边形之间颜色不连续的现象，可以通过插值方法来处理 Gouraud着色处理(Gouraud shading) Phong着色处理(Phong shading) Gouraud着色处理(Gouraud shading) Gouraud 着色处理又称光亮度(或颜色)插值着色处理 为多边形物体的每一个顶点赋一个法向量：顶点处的法向量可通过计算所有经过该顶点的多边形的法向量的加权(1/n、面积、角、边)平均值得到 利用Phong模型计算每一顶点处的颜色 多边形内部点处的颜色值可通过线性或双线性插值多边形顶点处的颜色值得到 Gouraud着色处理 Gouraud着色处理 假设多边形ABCDE顶点处的法向量已计算好，利用Phong模型计算出顶点A~E处的颜色值。 为计算点I处的颜色值，假设l是经过点I的扫描线，它与多边形相交于点I1和点I2 Gouraud着色处理 Phong着色处理(Phong shading) Phong着色处理又称法向插值着色处理 Phong着色处理 Phong着色处理 优点： Phong 着色处理能较好地模拟高光 多边形之间颜色的变化比Gouraud着色处理要更自然 不足： Phong 着色处理的计算量比Gouraud着色处理要大得多 三种明暗模型得到结果的比较 三种明暗模型得到结果的比较 * * 多边形顶点的平均法向计算 利用点A、B的颜色值，线性插值得到点I1的颜色值 利用点D、C的颜色值，线性插值得到点I2的颜色值 利用点I1、I2的颜色值，线性插值得到点I的颜色值 Gouraud着色处理中光亮度计算 Phong着色处理中法向的线性插值 假设多边形ABCDE顶点处的法向量已计算好，利用Phong模型计算出顶点A~E处的颜色值。 为计算点I处的颜色值，假设l是经过点I的扫描线，它与多边形相交于点I1和点I2 利用点A、B的法向值，线性插值得到点I1的法向值 利用点D、C的法向值，线性插值得到点I2的法向值 利用点I1、I2的法向值，线性插值得到点I的法向值 利用Phong模型计算得到点I处的颜色值 Flat Shading Gouraud Shading Phong Shading