Простая модель освещения

1. Модель человеческого глаза:

Абсолютно черное тело - тело, поглощающее всю световую энергию.

Абсолютно белое тело - тело, отражающее ее.

Свет может быть поглощён, отражён или пропущен. По большей части он поглощается. Количество поглощенной отраженной и пропущенной энергии зависит от длины волны света. Отражение может быть диффузным или зеркальным:

- диффузное

Свет проникает под поверхность объекта, поглощается и снова испускается. Положение наблюдателя не имеет значения. Свет рассеивается равномерно по всем направлениям.

- зеркальное

Происходит от внешней поверхности объекта. Свет точечного источника отражается от идеального рассеивателя по закону косинусов Ламберта. Интенсивность отраженного света пропорциональна косинусу угла между направлением света и нормалью к поверхности.

Рассмотрим точечный источник света, свет отражается по идеальным законам.

Интенсивность:

I = I_LK_dCosq, 0 £ q £ p/2, 0 £ K_d £1

I_L - интенсивность точечного источника освещения

K_d - коэффициент диффузного отражения

I - интенсивность отраженного света

q > p/2 - источник света находится за объектом

идеальная модель освещения - источник освещает только одну

точку.

На самом деле на объект падает ещё и рассеянный свет, который распределяется между источниками излучения.

Рассеянный свет:

I = I_aK_a + I_LK_dCosq (1)

0 £ K_a £1

I_a - источник рассеянного света

K_a - коэффициент диффузного отражения рассеянного света

Кроме того, нужно ввести коэффициент удаленности, чтобы более далёкие предметы освещались хуже:

Недостаток (1) - не зависит от расстояния до источника света. Поэтому ввод коэффициента удалённости (затухания) подбирается экспериментальным путем.

Наилучшая реализация - использование линейной зависимости:

I = I_aK_a + (I_LK_dCosq) / (d + k) (2)

d - расстояние от источника света до объекта

K - любая константа, подбирается экспериментальным путем

Но (2) не учитывает свойства вещества, из которого сделан объект.

S - вектор наблюдения

R - вектор отражения

в идеале a = 0

Интенсивность зеркально отраженного света зависит от угла падения, длины волны и свойства вещества.

Дата добавления: 2014-01-07