9.28. Модифицируйте программу из предыдущего упражнения, чтобы пользователь мог вводить диапазон глубин и условие сравнения глубин.
9.29. Сгенерируйте каркасное изображение многогранника, используя функции glPolygonMode и glPolygonOf f set, как обсуждалось в разделе 9.14.
9.30. Модифицируйте программу из предыдущего упражнения, чтобы она отображала многогранник, используя функцию затухания с глубиной glFogi.
9.31. Модифицируйте программу из предыдущего упражнения, чтобы она отображала несколько многогранников, расположенных на разных глубинах. Диапазон затухания с глубиной должен вводиться пользователем.
ГЛАВА 10
Модели освещения и методы визуализации поверхностей
тобы получить реалистичное отображение сцены, нужно сгенерировать перспективные проекции объектов и применить эффекты естественного освещения видимых поверхностей. Для расчета цвета освещенной точки на поверхности объекта используется модель освещения, также иногда называемая моделью затенения. Расчет цвета по модели освещения используется в методе визуализации поверхностей для определения цвета пикселей, в которые переходят все спроектированные точки сцены. Модель освещения можно применить к любой точке. Визуализация поверхности выполняется путем интерполяции цветов поверхностей в модели освещения с помощью несложных вычислений. Алгоритмы строк развертки в пространстве изображений обычно реализуют схемы интерполяции, тогда как алгоритмы построения хода лучей могут в каждом пикселе вызывать модели освещения. Иногда процедуру визуализации поверхности называют методом затенения, рассчитывающим цвета поверхности с использованием модели затенения, но это может привести к путанице между указанными двумя терминами. Чтобы избежать неудобств, вызванных использованием сходной терминологии, будем называть модель расчета интенсивности света в отдельной точке поверхности моделью освещения, а термин визуализация поверхности будет означать применение модели освещения для получения цветов пикселей, в которые проектируются точки поверхности.
Чтобы добиться в компьютерной графике фотореалистичности, нужны два элемента: точное представление свойств поверхности и хорошее физическое описание эффектов освещения на сцене. В число этих эффектов входят отражение света, прозрачность, текстура поверхности и тени.
Вообще, моделирование эффектов освещения, наблюдаемых на объекте, является сложным процессом, в котором задействованы принципы, относящиеся как к физике, так и к физиологии. По сути, эффекты освещения описываются моделями, в которых рассматривается взаимодействие электромагнитной энергии с поверхностью объекта на сцене. Свет, попадая в глаза, инициирует процесс восприятия, который и определяет, что в действительности мы “видим”. Физические модели освещения включают множество таких факторов, как свойства материала, положение объекта относительно источников света и других объектов, а также свойства источников света. Объекты могут быть сделаны из непрозрачных материалов или быть в какой-то степени прозрачными. Кроме того, они могут иметь блестящие или матовые поверхности, а также содержать различные текстурные узоры. Для освещения сцены могут использоваться источники света, имеющие различные формы, цвета и положения. Для заданных оптических свойств поверхностей, относительного положения поверхностей на сцене, цвета и положения источников света, характеристик источников света и положения и ориентации плоскости наблюдения модель освещения позволяет рассчитать интенсивность света, исходящего из определенной точки поверхности в заданном направлении наблюдения.