Модели закраски

Методы закраски

После удаления скрытых поверхностей происходит закраска. Для этого учитывается следующие факторы:

• источник света
• характеристика поверхности
• ориентация поверхности относительно источника света

1.Диффузное отражение и рассеянный свет.

Свет как бы поглощается, потом отражается. Матовые поверхности обладают свойством диффузного отражения (т.е. равномерного по всем направлениям), поэтому поверхности имеют одинаковую яркость независимо от угла обзора. Для таких поверхностей справедлив закон косинусов Ламберта:

Id=IpKdcosQ

где, Id – количество отраженного света (интенсивность)

Ip – интенсивность точечного источника

Kd – коэффициент диффузного отражения

(константа в диапазоне 0¸1, зависящая от материала)

Q – угол между нормалью и поверхности N и направлением на источник света.

Для нормированных векторов с использованием скалярного произведения:

Id=IpKd(L N)

Данная формула справедлива для одиночного источника (эффект фотовспышки в темной комнате – контрастное изображение).

Если учитывать рассеянный источник света, то:

I=IaKa+IpKd(L N), IaKa – рассеянный свет

Для учета «глубины» рисунка (предполагается, что источник света расположен со стороны, при этом наблюдается отсутствие тени) используется квадратичная потеря интенсивности света от расстояния:

I=IaKa+IpKd(L N)/R²

R – расстояние: источник – поверхность – наблюдатель

На практике используется на расстояние от R (для параллельных проекций, источник света стремится к бесконечности, поэтому R стремится к бесконечности; отсюда существенная разница интенсивности закраски), а расстояние от цента проекции (r+k), где k – некоторая константа, т.е.

I=IaKa+IpKd(L N)/(r+k)

Для цветных изображений это уравнение записывается для 3-х цветов:

Kdc – голубой

Kdm – пурпурный

Kdy – желтый

В случае цветного источника света соответственно меняется Ka.

2.Зеркальное отображение.

Этот способ учитывает угол отражения (блики). Т.е. полное отражение, когда угол а=0.

R – направление отражения

I=IaKa+Ip/(r+k)[Kdcos+W(q)cosⁿ]

W(Q) – зеркально-отраженная доля света

Вместо W(Q) используют коэффициент Ks.

В эту формулу включена модель Фонга, имеющая вид:

Is= w(i, l) cosⁿ

w(i, l) – кривая отражения, отношения отражающего к падающему свету в зависимости от угла падения i и длины волны l.

n – степень аппроксимации пространственного распределения света (фокусировки), n больше Þ фокус лучше.

Дата добавления: 2014-01-13