《The Cg Tutorial》阅读笔记——光照 Lighting

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光照 Lighting

一、常见的几种光照模型

《The Cg Tutorial》阅读笔记——光照 Lighting_第1张图片

 

二、基本的光照模型

1. 数学公式描述:

表面颜色 = 自发光颜色 + 环境反射颜色 + 漫反射颜色 + 镜面反射(高光)颜色

Surface Color = Emissive Color + Ambient Color + Diffuse Color + Specular Color

 

2. 自发光 Emissive Term

【释义】“自发光”用于描述物体表面在没有光源的情况下散射出的色彩。具有“自发光”属性的物体不等同于光源,它们不具有照亮场景中其他物体的能力。

【数学表达式】

Emissive = Ke

  • Ke是材质的发射属性。

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3. 环境 Ambient Term

【释义】“环境”用于描述场景中四处可见、没有特定方向的入射光在物体表面发生散射产生的色彩。

【数学表达式】

Ambient = Ka * GlobalAmbient

  • Ka是材质的环境属性。
  • GlobalAmbient是场景中环境光的色彩。

 

4. 漫反射 Diffuse Term

【释义】“漫反射”用于描述具有特定方向的入射光在物体表面发生散射所产生的色彩。

【数学表达式】

Diffuse = Kd * LightColor * max(N · L, 0)

  • Kd是材质的漫射属性。
  • LightColor是漫射光的色彩。
  • N是物体表面的单位法向量。
  • L是由着色点出发,指向光源的单位向量。

 

5. 镜面反射 Specular Term

【释义】“镜面反射”用于描述具有特定方向的入射光在物体表面发生折射所产生的色彩。镜面光的特点是会随着视点的移动发生改变。

【数学表达式】

Specular = Ks * LightColor * Facing * (max(N · normalize(V + L), 0)Shininess

  • Ks是材质的镜面属性。
  • LightColor是漫射光的色彩。
  • N是物体表面法线的单位向量。
  • V是由着色点出发,指向视点的单位向量。
  • L是由着色点出发,指向光源的单位向量。
  • normalize(V + L)的结果为V与L的中间向量。
  • 当N · L大于0时,Facing = 1;否则Facing = 0。
  • Shininess定义了材质表面的光泽度,此值越大越不容易发生镜面反射。

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