Основы компьютерной графики для программистов. Казанцев А.В. - 51 стр.

Основы компьютерной графики для программистов                                                                      51
____________________________________________________________________________________________________________________



нормали.              Тогда                      ( )
                                         Cosα = L, N         -       скалярное         произведение   векторов.   Тогда
                            (            )
I d = I p ⋅ k d ⋅ L, N , где kd - коэффициент диффузного отражения.
Вычисление зеркально отраженного света производится также с помощью различных
эмпирических моделей, которые позволяют учитывать реальную шероховатость
поверхностей. Например, в модели, предложенной Фонгом, интенсивность зеркально
отраженного света рассчитывается в зависимости от степени отклонения от истинного
значения вектора зеркально отраженного луча света. Пусть R - вектор зеркально
отраженного луча света, а V - вектор, определяющий направление на наблюдателя.
Тогда интенсивность зеркально отраженного света по модели Фонга рассчитывается
так: I m = I p ⋅ k mCos nγ , где γ - угол между векторами R и V . Константа n – может
принимать значения от 1 до примерно 200, в зависимости от отражающей способности
материала. Большим значениям n соответствует большая степень “гладкости” или
“зеркальности” поверхности. Если векторы R и V - нормированы, то формула
преобразуется к виду: I m = I p ⋅ k m R,V .            ( )       n



Интенсивность отраженного света уменьшается обратно пропорционально квадрату
расстояния от источника до наблюдателя. Поэтому можно записать формулу расчета
интенсивности отраженного луча света для трех составляющих: рассеянного,
диффузного и зеркального отражения с учетом расстояния:

                                             I = I p ka +
                                                             Ip
                                                            R+r      2
                                                                         (k ⋅ (L, N )+ k (R,V ) ) ,
                                                                          d            m
                                                                                               n




где r - расстояние от точки отражения до наблюдателя, а R ≥ 1 - некоторая константа.
Иногда, для ускорения вычислений, берут не вторую, а первую степень расстояния r .
В системах компьютерной визуализации также учитываются такие свойства
материалов отражающих поверхностей как прозрачность, преломление и свечение.
Степень прозрачности материала грани может описываться с помощью константы,
принимающей значение от нуля до единицы, причем значение 1 соответствует полной
непрозрачности материала грани. Пусть интенсивности отраженного света двух
перекрывающихся поверхностей равны I1 и I 2 . Пусть первая поверхность находится
ближе к наблюдателю и является полупрозрачной с коэффициентом прозрачности α .
Тогда суммарная интенсивность отраженного света может быть вычислена как
взвешенное среднее: I = I1α + I 2 (1 − α ) .
Модели для вычисления эффектов преломления и свечения здесь не рассматриваются.




http://www.ksu.ru/persons/9134.ru.html