Рассматривая источник света, такой, как показан на рис. 6.5, мы не должны забывать о том, что этот объект имеет определенную поверхность. Каждая точка этой поверхности {х,у, z) может испускать световой луч, который характеризуется направлением эмиссии (8, ф) и распределением световой энергии по длинам волн X. Таким образом, элементарный источник света в общем случае характеризуется функцией излучения {illumination function), 1(х, у, z, 9, ф, X), зависящей от шести параметров. Обратите внимание на то, что направление излучения описывается двумя углами и что физический источник полихромного излучения представляется как множество независимых элементарных источников монохроматического света. Рассматривая освещаемую таким источником поверхность, можно получить освещенность каждой ее точки, интегрируя функцию излучения по поверхности источника света (рис. 6.6). При интегрировании нужно учитывать, во-первых, только те углы излучения, которые обеспечивают попадание лучей на анализируемую точку освещаемой поверхности, а во-вторых, расстояние между элементарным источником и этой точкой. Для распределенного источника света, каковым является электрическая лампа, вычислить такой интеграл довольно сложно как аналитически, так и численно. Для упрощения подобный источник часто моделируется многоугольниками, каждый из которых представляет собой элементарный источник, или аппроксимацией реального источника множеством точечных.
Мы рассмотрим четыре основных типа источников света: фонового освещения (ambient lighting), точечные источники (point sources), прожекторы (spotlights) и удаленные источники света (distant light). Этих четырех типов вполне достаточно для моделирования освещения в большинстве простых сцен.
6.2.1. Цвет излучения Создать адекватную модель источника довольно сложно, поскольку в ней нужно учитывать, что от длины волны зависит не только интенсивность, но и направление излучения. Однако мы с самого начала остановились на трехцветной модели зрения человека, которая предполагает, что для получения всей цветовой гаммы достаточно учитывать при анализе три основные (первичные) цветовые составляющие - красного, зеленого и синего цветов.