真实感图形学-------简单光照模型-----Phone光照模型
光照模型?
光照模型:模拟物体表面的光照明物理现象的数学模型。
当物体的几何形态确定之后,光照决定了整个场景的显示结果。 因此,真实感图形的生成取决于如何建立一个合适的光照模型。
简单光照模型
简单光照明模型只考虑光源对物体的直接光照。
1.Phone光照模型(环境光+漫反射光+镜面反射光)
1)环境光
邻近各物体所产生的光的多次反射最终达到平衡时的一种光。可近似认为同一环境下的环境光,其光强分
布是均匀的。用公式表示为:
2)漫反射光
光照射到比较粗糙的物体表面,物体表面某点的明暗程度不随观测者的位置变化,这种等同地向各个方向
散射的现象称为光的漫反射。漫反射光强近似服从
3)镜面反射光
光照射到相当光滑的物体表面,就产生镜面反射光,其特点是在光滑表面会产生高光区域。一般用Phong提
出的经验模型表达:
4)Phong光照模型数学表达式
其中、
都是常数,k也是已知的,L是光源的方向也是已知的,N是物体表面的法向可以
算出来的,v是视线的方向,R也可以算出来。
5)应用:
结合RGB颜色模型, Phong光照明模型有如下的形式:
2.客观评价
Phong光照明模型是真实感图形学中提出的第一个有影响的光照明模型,生成图象的真实度已经达到可以接受的程度。
但仍有些问题:
显示出的物体象塑料,无质感变化
没有考虑物体间相互反射光
镜面反射颜色与材质无关
–镜面反射入射角大,会产生失真现象