СТАНДАРТНЫЕ МОДЕЛИ ОСВЕЩЕНИЯ

В точных моделях освещения поверхностей рассчитывается результат взаимодействия падающей световой энергии с материалом объекта. Чтобы упростить расчет освещения поверхности, можно использовать приближенные представления физических процессов, дающих эффекты освещения, рассмотренные в предыдущем разделе. Изложенная ниже эмпирическая модель дает разумно хорошие результаты, поэтому она реализована в большинстве графических систем.

Обычно все светоизлучающие объекты в стандартной модели освещения - это точечные источники. Однако многие графические пакеты предлагают дополнительные функции для работы с направленным светом (прожектором) и неточечными источниками света.

РАССЕЯННЫЙ СВЕТ

В принятой стандартной модели освещения имитацию фонового освещения можно создать, задав общий уровень яркости сцены, что даст равномерное рассеянное освещение, одинаковое для всех объектов. Данная модель аппроксимирует общее диффузное отражение от различных освещенных поверхностей.

Предполагая, что описываются только монохроматические эффекты освещения, например, порождаемые оттенками серого, будем задавать уровень рассеянного света на сцене параметром интенсивности 1_а. При этом каждая поверхность на сцене освещается данным фоновым светом. Отметим, что отражение, порожденное рассеянным светом, является просто разновидностью диффузного отражения, и оно не зависит от направления наблюдения и пространственной ориентации поверхности. Однако отражаемая величина падающего света зависит от оптических свойств поверхности, определяющих, какая доля падающей энергии отражается, а какая - поглощается.

Рис. 10.29. Ход световых лучей на сцене, содержащей прозрачный стакан, демонстрирующий как передачу света от объектов, расположенных за стаканом, так и отражение света от стеклянной поверхности (перепечатано с разрешения Эрика Хайнса (Eric Haines), Autodesk, Inc.)

В общем случае прозрачная поверхность дает и отраженный, и пропущенный свет. Свет, прошедший сквозь поверхность, является результатом излучения и отражения от объектов и источников, расположенных за прозрачным объектом. На рис. 10.28 показан вклад в освещение поверхности прозрачного объекта, который находится перед непрозрачным, а на рис. 10.29 показаны эффекты прозрачности, которые можно получить на компьютерной сцене.

ПОЛУПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

На поверхности прозрачного объекта наблюдается и диффузная, и зеркальная передача. Отметим, что при моделировании прозрачных материалов диффузные эффекты очень важны. Свет, проходящий сквозь полупрозрачный материал, рассеивается, так что фоновые объекты наблюдаются как размытые изображения. Диффузную передачу можно имитировать, распределив вклады интенсивности от фоновых объектов по конечной площади, или же для имитации полупрозрачное™ можно использовать методы построения хода световых лучей. Данные манипуляции требуют времени, поэтому в базовой модели освещенности обычно рассчитываются только эффекты зеркальной прозрачности.

Рис. 10.30. Направление отражения И и направление преломления (передачи) Т для луча света, падающего на поверхности с показателем преломления Г)г

⇐ вернуться назад | | далее ⇒