Опубликован: 20.10.2007 | Доступ: свободный | Студентов: 3776 / 855 | Оценка: 4.38 / 3.99 | Длительность: 12:07:00
ISBN: 978-5-94774-654-9
Специальности: Программист
Лекция 9:

Закрашивание. Рендеринг полигональных моделей

< Лекция 8 || Лекция 9: 1234 || Лекция 10 >

Более сложные модели освещения

Когда мы рассматривали алгоритмы удаления невидимых линий, предполагалось, что сцена включает только непрозрачные объекты. В простой модели освещения тоже речь шла о непрозрачных поверхностях. Теперь можно усложнить задачу, включив в модель не только отражение света, но и преломление.

Преломленный и отраженный лучи

Рис. 9.7. Преломленный и отраженный лучи
Преломление в призме

Рис. 9.8. Преломление в призме

При переходе луча из одной среды в другую его направление изменяется согласно закону Снеллиуса: преломленный луч лежит в плоскости, образуемой нормалью к плоскости и падающим лучом, а углы, образуемые лучами с нормалью, связаны формулой

\eta_1\sin\theta_1=\eta_2\sin\theta_2,
где \eta_1,\eta_2 - показатели преломления двух сред (рис. 9.7). Пропускание света также может быть диффузным (если часть энергии света рассеивается средой) или направленным. В первом случае мы имеем дело с полупрозрачными телами, которые изменяют окраску видимых сквозь них объектов. Во втором случае тело является прозрачным, и оно визуально обнаруживается только благодаря искажениям объектов за счет преломления лучей.

При наличии в пространственной сцене прозрачных или полупрозрачных объектов надо учитывать, что изображение других объектов будет отличаться от обычной проекции на картинную плоскость (рис. 9.8). Эти эффекты хорошо знакомы всем, кто сталкивался с различными линзами. Для построения изображения таких сцен целесообразно использовать алгоритмы с обратной трассировкой лучей.

Для изображения полупрозрачных поверхностей без учета преломления можно ввести так называемый коэффициент прозрачности \kappa, который позволяет смешивать интенсивности для видимой поверхности и той, что расположена за ней:

I=\kappa I_1+(1-\kappa)I_2, \quad 0\le\kappa\le 1

При \kappa=1 поверхность непрозрачна, при \kappa=0 - полностью прозрачна. Для полупрозрачных тел необходимо учитывать их объемную структуру.

Методы построения изображений сцен с прозрачными и полупрозрачными объектами будут более подробно рассмотрены в "Визуализация пространственных реалистических сцен" .

< Лекция 8 || Лекция 9: 1234 || Лекция 10 >
Дмитрий Трефилов
Дмитрий Трефилов

Владислав Нагорный
Владислав Нагорный

Подскажите, пожалуйста, планируете ли вы возобновление программ высшего образования? Если да, есть ли какие-то примерные сроки?

Спасибо!

Светлана Ведяева
Светлана Ведяева
Россия, Саратов
Роман Островский
Роман Островский
Украина