一、總體回顧

二、問題
下圖中左圖:每一個正方體顏色相同,看起來不真實。需要shading。

三、著色 Shading
shading:引入明暗不同、引入顏色不同。
shading在圖像學(xué)上定義:對不同物體應(yīng)用不同材質(zhì)。
四、著色模型: Blinn-Phong Reflectance Model

把上圖中的三部分分別都分析表示出來,就可以表示圖中杯子的材質(zhì)。
1、定義
觀測方向、光照方向、法線都是單位向量。

2、漫反射
2.1、漫反射定義
漫反射:光線打到物體表面某一個點,光線會被均勻的反射到不同的方向。

當(dāng)物體表面與光照方向有一定夾角時:得到的明暗是不同的。
下圖中間圖,只接收到3根光線,也就會暗一些。
光照方向和法線的夾角,決定了物體表面的明暗。
2.2、朗伯余弦定律(光線接收能量)
朗伯余弦定律:cosθ = l · n 接收到的能量和光線方向與法線方向的夾角余弦是成正比的。

2.3、光線到達能量
光線在傳播的過程中,考慮單位面積在任何一個位置上所能到達到的能量 是和 光線傳播的距離成平方反比。

2.4、漫反射數(shù)學(xué)表示

漫反射結(jié)果與觀測反響無關(guān)。因為漫反射向四周反射信息一樣。
2.5、可視化
漫反射系數(shù)的變化:值越大,越接近全部反射,也就越亮。

3、高光(鏡面反射)
3.1、高光定義
當(dāng)觀測方向與鏡面反射方向接近時,可以看到高光。

3.2、高光數(shù)學(xué)表示
為了判斷是否能看到高光,只需要判斷法線方向和半程向量是否接近。使用點乘可以得出兩個向量是否接近。

指數(shù)p:向量之間的夾角余弦確實能夠體現(xiàn)兩方向是否足夠接近,但容忍度太高。

在Blinn-Phong模型中,指數(shù)p通常為100-200
3.3、可視化
鏡面反射系數(shù),表示亮度。
p越大,看到越小的高光。

4、間接光照(環(huán)境光照)
假設(shè)四面八方光相同,得出間接光照數(shù)學(xué)表示:

通過環(huán)境光照的數(shù)學(xué)表示得出:
1、環(huán)境光跟直接光照方向無關(guān)。
2、環(huán)境光跟觀測方向無關(guān)。
3、環(huán)境光跟法線無關(guān)。
通過以上分析,可以得出,環(huán)境光其實是一個常數(shù)。就是某一種顏色(常數(shù)顏色)。
環(huán)境光作用:保證沒有地方全部是黑色。
5、Blinn-Phong Reflectance Model
環(huán)境光項是一個常數(shù)顏色。
漫反射項與光照和法線反響有關(guān),在光照和法線方向不垂直的時候,會減小。
高光項,只有在很小的地方會產(chǎn)生高光項。

五、著色局限性
著色不考慮其他點的存在,只考慮著色點。
著色具有局部性,可以看到明暗變化,但是看不到陰影。

怎么處理陰影?