計(jì)算機(jī)圖形學(xué)chapPPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1計(jì)算機(jī)圖形學(xué)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)chap2p真實(shí)感圖形繪制：通過綜合利用數(shù)學(xué)、物理真實(shí)感圖形繪制：通過綜合利用數(shù)學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算機(jī)以及心理學(xué)等知識(shí)在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)以及心理學(xué)等知識(shí)在計(jì)算機(jī)圖形輸出設(shè)備上繪制出能夠以假亂真的美麗景象。輸出設(shè)備上繪制出能夠以假亂真的美麗景象。p光強(qiáng)（度）：描述物體表面朝某方向輻射光光強(qiáng)（度）：描述物體表面朝某方向輻射光的顏色，它既能表示光能大小又能表示其色的顏色，它既能表示光能大小又能表示其色彩組成的物理量。彩組成的物理量。基本概念第1頁/共61頁3p光照模型（光照模型（Illumination model），），也稱明暗也稱明暗模型，主要用于物體表面某點(diǎn)處的

2、光強(qiáng)度計(jì)模型，主要用于物體表面某點(diǎn)處的光強(qiáng)度計(jì)算。算。n簡(jiǎn)單的光照模型簡(jiǎn)單的光照模型n復(fù)雜的光照模型復(fù)雜的光照模型基本概念第2頁/共61頁4p真實(shí)感圖形繪制過程真實(shí)感圖形繪制過程 根據(jù)假定的光照條件和景物外觀因素，依根據(jù)假定的光照條件和景物外觀因素，依據(jù)一定的光照模型，計(jì)算可見面投射到觀察據(jù)一定的光照模型，計(jì)算可見面投射到觀察者眼中的光強(qiáng)度大小，并將它轉(zhuǎn)換成適合圖者眼中的光強(qiáng)度大小，并將它轉(zhuǎn)換成適合圖形設(shè)備的顏色值，生成投影畫面上每一個(gè)象形設(shè)備的顏色值，生成投影畫面上每一個(gè)象素的光強(qiáng)度，使觀察者產(chǎn)生身臨其境的感覺。素的光強(qiáng)度，使觀察者產(chǎn)生身臨其境的感覺。基本概念第3頁/共61頁5p真實(shí)感圖形繪

3、制步驟真實(shí)感圖形繪制步驟n在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行場(chǎng)景造型；在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行場(chǎng)景造型；n進(jìn)行取景變換和透視變換；進(jìn)行取景變換和透視變換；n進(jìn)行消隱處理；進(jìn)行消隱處理；n進(jìn)行真實(shí)感圖形繪制。進(jìn)行真實(shí)感圖形繪制。基本概念第4頁/共61頁6p簡(jiǎn)單光照模型簡(jiǎn)單光照模型p環(huán)境光環(huán)境光p漫反射光漫反射光p鏡面反射光鏡面反射光p光強(qiáng)衰減光強(qiáng)衰減p顏色處理顏色處理10.1 簡(jiǎn)單光照模型第5頁/共61頁7p簡(jiǎn)單光照模型中只考慮反射光的作用。簡(jiǎn)單光照模型中只考慮反射光的作用。p反射光由環(huán)境光、漫反射光和鏡面反射光三反射光由環(huán)境光、漫反射光和鏡面反射光三部分組成。部分組成。簡(jiǎn)單光照模型第6頁/共61頁8p特點(diǎn)：照射在物體上的光

4、來自周圍各個(gè)方向，特點(diǎn)：照射在物體上的光來自周圍各個(gè)方向，又均勻地向各個(gè)方向反射。又均勻地向各個(gè)方向反射。pP點(diǎn)對(duì)環(huán)境光的反射強(qiáng)度為點(diǎn)對(duì)環(huán)境光的反射強(qiáng)度為環(huán)境光（Background Light）aaeKII 圖圖1 環(huán)境光的反射環(huán)境光的反射第7頁/共61頁9p一個(gè)粗糙的、無光澤的表面呈現(xiàn)為漫反射。一個(gè)粗糙的、無光澤的表面呈現(xiàn)為漫反射。p特點(diǎn)：光源來自一個(gè)方向，反射光均勻地射特點(diǎn)：光源來自一個(gè)方向，反射光均勻地射向各個(gè)方向。向各個(gè)方向。p由由Lambert余弦定理可余弦定理可得點(diǎn)得點(diǎn)P處漫反射光的強(qiáng)度為：處漫反射光的強(qiáng)度為：漫反射光（Diffuse Reflection）圖圖2 漫反射漫反射2

5、, 0,cosdpdKII第8頁/共61頁10p若若L和和N都已規(guī)格化為單位矢量，則有都已規(guī)格化為單位矢量，則有漫反射光（Diffuse Reflection）圖圖2 漫反射漫反射)(NLKIIdpd第9頁/共61頁11p對(duì)于彩色對(duì)于彩色漫反射光（Diffuse Reflection）),(pBpGpRpIIII)()()(NLKIINLKIINLKIIdBpBdBdGpGdGdRpRdRp對(duì)于多個(gè)漫反射光源對(duì)于多個(gè)漫反射光源niidipdNLKII1,)(第10頁/共61頁12p鏡面反射遵循反射定律，入射光和反射光分鏡面反射遵循反射定律，入射光和反射光分別位于表面法矢的兩側(cè)。別位于表面法矢的

6、兩側(cè)。p如果觀察者正好處在如果觀察者正好處在P點(diǎn)的鏡面反射方向上，點(diǎn)的鏡面反射方向上，就會(huì)看到一個(gè)比周圍就會(huì)看到一個(gè)比周圍亮得多的高光點(diǎn)亮得多的高光點(diǎn)。鏡面反射光圖圖3 鏡面反射鏡面反射第11頁/共61頁13p鏡面反射情況由鏡面反射情況由Phong模型給出：模型給出：鏡面反射光圖圖3 鏡面反射鏡面反射 cosnspsKII p若若R和和V已規(guī)格化為單已規(guī)格化為單位矢量，則：位矢量，則：nspsVRKII)( 第12頁/共61頁14p從視點(diǎn)觀察到物體上任一點(diǎn)從視點(diǎn)觀察到物體上任一點(diǎn)P處的光強(qiáng)度處的光強(qiáng)度I應(yīng)應(yīng)為環(huán)境光反射光強(qiáng)度為環(huán)境光反射光強(qiáng)度Ie、漫反射光強(qiáng)度漫反射光強(qiáng)度Id以及以及鏡面反射光

7、的光強(qiáng)度鏡面反射光的光強(qiáng)度Is的總和：的總和：物體表面光強(qiáng)計(jì)算nspdpaasdeVRKINLKIKIIIII)()(第13頁/共61頁15p光在傳播的過程中，其能量會(huì)發(fā)生衰減。光光在傳播的過程中，其能量會(huì)發(fā)生衰減。光照模型中必須考慮光強(qiáng)衰減，否則會(huì)影響生照模型中必須考慮光強(qiáng)衰減，否則會(huì)影響生成圖形的真實(shí)效果。成圖形的真實(shí)效果。p光強(qiáng)的衰減可以采用常數(shù)衰減、一次函數(shù)衰光強(qiáng)的衰減可以采用常數(shù)衰減、一次函數(shù)衰減和二次函數(shù)衰減等。減和二次函數(shù)衰減等。光強(qiáng)衰減第14頁/共61頁16p常用的二次衰減函數(shù)常用的二次衰減函數(shù)光強(qiáng)衰減 )1, 1min()(2210dcdccdfninisipiniidipi

8、aasdeNHKIdfNLKIdfKIIIII1,1,)()()()(第15頁/共61頁17p選擇顏色模型選擇顏色模型（color model）n面向硬件的顏色模型：面向硬件的顏色模型：RGB、CYMn面向視覺感知的顏色模型：面向視覺感知的顏色模型：HSIp為顏色分量指定光照模型為顏色分量指定光照模型顏色第16頁/共61頁18p以以RGB顏色模型為例顏色模型為例n環(huán)境光強(qiáng)度：環(huán)境光強(qiáng)度：n入射光強(qiáng)度：入射光強(qiáng)度：n環(huán)境光反射系數(shù)：環(huán)境光反射系數(shù)：n漫反射系數(shù)：漫反射系數(shù)：n鏡面反射系數(shù)：鏡面反射系數(shù)：顏色),(aBaGaRaIIII ),(pBpGpRpIIII),(aBaGaRaKKKK )

9、,(dBdGdRdKKKK ),(sBsGsRsKKKK 第17頁/共61頁19p光強(qiáng)計(jì)算公式：光強(qiáng)計(jì)算公式：顏色ninisBipBiniidBipBiaBaBBninisGipGiniidGipGiaGaGGninisRipRiniidRipRiaRaRRNHKIdfNLKIdfKIINHKIdfNLKIdfKIINHKIdfNLKIdfKII1,1,1,1,1,1,)()()()( )()()()()()()()(第18頁/共61頁20p恒定光強(qiáng)恒定光強(qiáng)pGouraud明暗處理明暗處理pPhong明暗處理明暗處理10.2 基于簡(jiǎn)單光照模型的多邊形繪制第19頁/共61頁21p只用一種顏色繪制

10、整個(gè)多邊形只用一種顏色繪制整個(gè)多邊形n光源在無窮遠(yuǎn)處，則多邊形上所有點(diǎn)的光源在無窮遠(yuǎn)處，則多邊形上所有點(diǎn)的LN為常數(shù)，衰減函數(shù)也是一個(gè)常數(shù)。為常數(shù)，衰減函數(shù)也是一個(gè)常數(shù)。n視點(diǎn)在無窮遠(yuǎn)處，則多邊形上所有點(diǎn)的視點(diǎn)在無窮遠(yuǎn)處，則多邊形上所有點(diǎn)的VR為常數(shù)。為常數(shù)。n多邊形是景物表面的精確表示，即不是一多邊形是景物表面的精確表示，即不是一個(gè)含曲線面景物的近似表示。個(gè)含曲線面景物的近似表示。恒定光強(qiáng)第20頁/共61頁22pGouraud明暗處理方法，又稱為亮度插值明明暗處理方法，又稱為亮度插值明暗處理，它通過對(duì)多邊形頂點(diǎn)顏色進(jìn)行線性插暗處理，它通過對(duì)多邊形頂點(diǎn)顏色進(jìn)行線性插值來繪制其內(nèi)部各點(diǎn)，其步驟為

11、：值來繪制其內(nèi)部各點(diǎn)，其步驟為：n計(jì)算每個(gè)多邊形頂點(diǎn)處的平均單位法矢量；計(jì)算每個(gè)多邊形頂點(diǎn)處的平均單位法矢量；n對(duì)每個(gè)頂點(diǎn)根據(jù)簡(jiǎn)單光照模型來計(jì)算其光對(duì)每個(gè)頂點(diǎn)根據(jù)簡(jiǎn)單光照模型來計(jì)算其光強(qiáng)；強(qiáng)；n在多邊形表面上將頂點(diǎn)強(qiáng)度進(jìn)行線性插值。在多邊形表面上將頂點(diǎn)強(qiáng)度進(jìn)行線性插值。Gouraud明暗處理第21頁/共61頁23p雙線性插值方法雙線性插值方法Gouraud明暗處理圖圖4 Gouraud 明暗處理的雙線性插值明暗處理的雙線性插值第22頁/共61頁24pPhong明暗處理方法，又稱為法矢量插值明明暗處理方法，又稱為法矢量插值明暗處理，它對(duì)多邊形頂點(diǎn)的法矢量進(jìn)行插值以暗處理，它對(duì)多邊形頂點(diǎn)的法矢量進(jìn)

12、行插值以產(chǎn)生中間各點(diǎn)的法矢量，其步驟為：產(chǎn)生中間各點(diǎn)的法矢量，其步驟為：n計(jì)算每個(gè)多邊形頂點(diǎn)處的平均單位法矢量；計(jì)算每個(gè)多邊形頂點(diǎn)處的平均單位法矢量；n用雙線性插值方法求得多邊形內(nèi)部各點(diǎn)的用雙線性插值方法求得多邊形內(nèi)部各點(diǎn)的法矢量。法矢量。n最后按光照模型確定多邊形內(nèi)部各點(diǎn)的光最后按光照模型確定多邊形內(nèi)部各點(diǎn)的光強(qiáng)。強(qiáng)。Phong明暗處理第23頁/共61頁25p矢量雙線性插值方法矢量雙線性插值方法Phong明暗處理圖圖5 Phong明暗處理的矢量雙線性插值明暗處理的矢量雙線性插值第24頁/共61頁2610.3 透明處理圖圖6 透明表面的光強(qiáng)包括反射光和折射光透明表面的光強(qiáng)包括反射光和折射光第2

13、5頁/共61頁27透明處理圖圖7 簡(jiǎn)單的透明處理簡(jiǎn)單的透明處理第26頁/共61頁28透明處理圖圖8 光的折射光的折射LNTririri)cossin(第27頁/共61頁2910.4 產(chǎn)生陰影p陰影是由于物體截?cái)嗔斯饩€而產(chǎn)生的，所以如陰影是由于物體截?cái)嗔斯饩€而產(chǎn)生的，所以如果光源位于物體一側(cè)的話，陰影總是位于物體果光源位于物體一側(cè)的話，陰影總是位于物體的另一側(cè)，也就是與光源相反的一側(cè)。的另一側(cè)，也就是與光源相反的一側(cè)。p從理論上來說，從視點(diǎn)以及從光源看過去都是從理論上來說，從視點(diǎn)以及從光源看過去都是可見的面不會(huì)落在陰影中，只有那些從視點(diǎn)看可見的面不會(huì)落在陰影中，只有那些從視點(diǎn)看過去是可見的，而從

14、光源看過去是不可見的面，過去是可見的，而從光源看過去是不可見的面，肯定落在陰影之內(nèi)?？隙湓陉幱爸畠?nèi)。第28頁/共61頁30產(chǎn)生陰影p產(chǎn)生具有陰影的圖形繪制算法產(chǎn)生具有陰影的圖形繪制算法n將視點(diǎn)移到光源位置，用多邊形區(qū)域排序?qū)⒁朁c(diǎn)移到光源位置，用多邊形區(qū)域排序消隱算法，將多邊形分成兩大類：向光多消隱算法，將多邊形分成兩大類：向光多邊形和背光多邊形。邊形和背光多邊形。n將視點(diǎn)移到原來的觀察位置，對(duì)向光多邊將視點(diǎn)移到原來的觀察位置，對(duì)向光多邊形和背光多邊形進(jìn)行消隱，并選用一種光形和背光多邊形進(jìn)行消隱，并選用一種光照模型計(jì)算多邊形的亮度，就可得到有陰照模型計(jì)算多邊形的亮度，就可得到有陰影效果的圖形。

15、影效果的圖形。第29頁/共61頁3110.5 模擬景物表面細(xì)節(jié)p顏色紋理：通過顏色色彩或明暗度的變化體現(xiàn)顏色紋理：通過顏色色彩或明暗度的變化體現(xiàn)出來的表面細(xì)節(jié)。出來的表面細(xì)節(jié)。p幾何紋理：由于不規(guī)則的細(xì)小凹凸造成的。幾何紋理：由于不規(guī)則的細(xì)小凹凸造成的。p顏色紋理取決于物體表面的光學(xué)屬性，而幾何顏色紋理取決于物體表面的光學(xué)屬性，而幾何紋理由物體表面的微觀幾何形狀決定。紋理由物體表面的微觀幾何形狀決定。第30頁/共61頁3210.5 模擬景物表面細(xì)節(jié)p用多邊形模擬表面細(xì)節(jié)用多邊形模擬表面細(xì)節(jié)p紋理的定義和映射紋理的定義和映射p凹凸映射凹凸映射第31頁/共61頁33多邊形模擬表面細(xì)節(jié)p簡(jiǎn)單地模擬景

16、物表面細(xì)節(jié)的方法是用多邊形，簡(jiǎn)單地模擬景物表面細(xì)節(jié)的方法是用多邊形，稱為表面圖案多邊形，來模擬紋理的結(jié)構(gòu)和模稱為表面圖案多邊形，來模擬紋理的結(jié)構(gòu)和模式。式。p處理時(shí)，首先根據(jù)待生成的顏色紋理構(gòu)造表面處理時(shí)，首先根據(jù)待生成的顏色紋理構(gòu)造表面圖案多邊形，然后將表面圖案多邊形覆蓋到物圖案多邊形，然后將表面圖案多邊形覆蓋到物體的表面上。體的表面上。第32頁/共61頁34紋理映射和定義p生成顏色紋理的一般方法，是預(yù)先定義紋理模生成顏色紋理的一般方法，是預(yù)先定義紋理模式，然后建立物體表面的點(diǎn)與紋理模式的點(diǎn)之式，然后建立物體表面的點(diǎn)與紋理模式的點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)。當(dāng)物體表面的可見點(diǎn)確定之后，以間的對(duì)應(yīng)。當(dāng)物體表面

17、的可見點(diǎn)確定之后，以紋理模式的對(duì)應(yīng)點(diǎn)參與光照模型進(jìn)行計(jì)算，就紋理模式的對(duì)應(yīng)點(diǎn)參與光照模型進(jìn)行計(jì)算，就可把紋理模式附到物體表面上。這種方法稱為可把紋理模式附到物體表面上。這種方法稱為紋理映射（紋理映射（Texture Mapping）。）。第33頁/共61頁35紋理映射和定義圖圖9 紋理映射中紋理空間、物體空間和像素空間的變換紋理映射中紋理空間、物體空間和像素空間的變換第34頁/共61頁36紋理映射和定義圖圖10 由像素空間向紋理空間的映由像素空間向紋理空間的映射射第35頁/共61頁37凹凸映射p1978年，年，Blinn提出了一種無需修改表面幾提出了一種無需修改表面幾何模型，即能模擬表面凹凸不

18、平效果的有效方何模型，即能模擬表面凹凸不平效果的有效方法法凹凸映射技術(shù)（凹凸映射技術(shù)（Bump Mapping）。）。第36頁/共61頁3810.6 整體光照模型與光線跟蹤p整體光照模型整體光照模型pWhitted光照模型光照模型p光線跟蹤算法光線跟蹤算法第37頁/共61頁39整體光照模型p一個(gè)完整的光照明模型應(yīng)該包括由光源和環(huán)境一個(gè)完整的光照明模型應(yīng)該包括由光源和環(huán)境引起的漫反射分量、鏡面反射分量、規(guī)則透射引起的漫反射分量、鏡面反射分量、規(guī)則透射分量以及漫透射分量等。分量以及漫透射分量等。n僅考慮由光源引起的漫反射分量和鏡面反僅考慮由光源引起的漫反射分量和鏡面反射分量，而環(huán)境反射分量則簡(jiǎn)單地

19、用一常射分量，而環(huán)境反射分量則簡(jiǎn)單地用一常數(shù)來代替，這類光照模型稱為局部光照模數(shù)來代替，這類光照模型稱為局部光照模型。型。n能同時(shí)模擬光源和環(huán)境照明效果的光照模能同時(shí)模擬光源和環(huán)境照明效果的光照模型稱為整體光照模型。型稱為整體光照模型。第38頁/共61頁40Whitted光照模型pWhitted在簡(jiǎn)單光照模型中增加了環(huán)境鏡面反在簡(jiǎn)單光照模型中增加了環(huán)境鏡面反射光和環(huán)境規(guī)則透射光，以模擬周圍環(huán)境的光射光和環(huán)境規(guī)則透射光，以模擬周圍環(huán)境的光投射在景物表面上產(chǎn)生的理想鏡面反射和規(guī)則投射在景物表面上產(chǎn)生的理想鏡面反射和規(guī)則透射現(xiàn)象。透射現(xiàn)象。圖圖11 物體表面的鏡面反射和投物體表面的鏡面反射和投射射t

20、tsslocalIKIKII第39頁/共61頁41光線跟蹤算法p光線跟蹤（光線跟蹤（Ray Tracing）方法基于幾何光）方法基于幾何光學(xué)的原理，通過模擬光的傳播路徑來確定反射、學(xué)的原理，通過模擬光的傳播路徑來確定反射、折射和陰影等。折射和陰影等。圖圖12 光線跟蹤算法光線跟蹤算法第40頁/共61頁42光線跟蹤算法步驟p從視點(diǎn)出發(fā)，確定穿過每個(gè)像素中心的光線路從視點(diǎn)出發(fā)，確定穿過每個(gè)像素中心的光線路徑，然后，沿這束光線累計(jì)光強(qiáng)，并將最終值徑，然后，沿這束光線累計(jì)光強(qiáng)，并將最終值賦給相應(yīng)像素。賦給相應(yīng)像素。p對(duì)于每一像素光線，對(duì)場(chǎng)景中的所有物體表面對(duì)于每一像素光線，對(duì)場(chǎng)景中的所有物體表面進(jìn)行測(cè)

21、試以確定其是否與該光線相交，并計(jì)算進(jìn)行測(cè)試以確定其是否與該光線相交，并計(jì)算出交點(diǎn)的深度，深度最大（出交點(diǎn)的深度，深度最大（z值）的交點(diǎn)即為值）的交點(diǎn)即為該像素對(duì)應(yīng)的可見點(diǎn)。然后，繼續(xù)考察通過該該像素對(duì)應(yīng)的可見點(diǎn)。然后，繼續(xù)考察通過該可見點(diǎn)的從屬光線（可見點(diǎn)的從屬光線（Secondary Rays）。）。第41頁/共61頁43光線跟蹤算法步驟p對(duì)每條從屬光線重復(fù)過程：與場(chǎng)景中的所有物對(duì)每條從屬光線重復(fù)過程：與場(chǎng)景中的所有物體求交。然后遞歸地在沿從屬光線方向最近的體求交。然后遞歸地在沿從屬光線方向最近的物體表面上生成下一折射和反射光線。當(dāng)由每物體表面上生成下一折射和反射光線。當(dāng)由每個(gè)像素出發(fā)的光線

22、在場(chǎng)景中被反射和折射時(shí)，個(gè)像素出發(fā)的光線在場(chǎng)景中被反射和折射時(shí)，逐個(gè)將相交物體表面加入到一個(gè)二叉光線跟蹤逐個(gè)將相交物體表面加入到一個(gè)二叉光線跟蹤樹中。當(dāng)樹中的一束光線到達(dá)預(yù)定的最大深度樹中。當(dāng)樹中的一束光線到達(dá)預(yù)定的最大深度或到達(dá)某光源時(shí)，就停止跟蹤?；虻竭_(dá)某光源時(shí)，就停止跟蹤。第42頁/共61頁44光線跟蹤算法步驟圖圖13 光線跟蹤及光線跟蹤樹光線跟蹤及光線跟蹤樹第43頁/共61頁45光線跟蹤算法步驟p可以從光線跟蹤樹的葉結(jié)點(diǎn)開始，累計(jì)光強(qiáng)貢可以從光線跟蹤樹的葉結(jié)點(diǎn)開始，累計(jì)光強(qiáng)貢獻(xiàn)以確定某像素處的光強(qiáng)大小。樹中每個(gè)結(jié)點(diǎn)獻(xiàn)以確定某像素處的光強(qiáng)大小。樹中每個(gè)結(jié)點(diǎn)的光強(qiáng)由樹中的子結(jié)點(diǎn)處繼承而來，

23、但光強(qiáng)大的光強(qiáng)由樹中的子結(jié)點(diǎn)處繼承而來，但光強(qiáng)大小隨距離而衰減。像素光強(qiáng)是光線樹根結(jié)點(diǎn)處小隨距離而衰減。像素光強(qiáng)是光線樹根結(jié)點(diǎn)處的衰減光強(qiáng)的總和。的衰減光強(qiáng)的總和。第44頁/共61頁46光線跟蹤反走樣p將光線跟蹤算法與過采樣方式結(jié)合起來，可歸納如下：（1）對(duì)每一像素的角點(diǎn)計(jì)算光線跟蹤的光強(qiáng)。（2）比較像素4個(gè)角點(diǎn)的光強(qiáng)，確定要進(jìn)行細(xì)分的像素。（3）對(duì)細(xì)分后新增的角點(diǎn)計(jì)算光線跟蹤的光強(qiáng)。然后，重復(fù)（2）和（3），直到各角點(diǎn)的光強(qiáng)比較接近為止。（4）加權(quán)平均求出投影平面上各像素點(diǎn)的光強(qiáng)。第45頁/共61頁4710.7 OpenGL中的光照處理p點(diǎn)光源點(diǎn)光源p全局光照全局光照p表面材質(zhì)表面材質(zhì)p透明

24、處理透明處理第46頁/共61頁48點(diǎn)光源p在OpenGL場(chǎng)景描述中可以包含多個(gè)點(diǎn)光源，光源的各種屬性設(shè)置使用下面的函數(shù)指定。 void glLightif (GLenum light, GLenum pname, TYPE param); void glLightifv (GLenum light, GLenum pname, TYPE *param);第47頁/共61頁49點(diǎn)光源pname取值取值默認(rèn)值默認(rèn)值含義含義GL_AMBIENT(0.0, 0.0, 0.0, 1.0)光源中環(huán)境光分量GL_DIFFUSE(1.0, 1.0, 1.0, 1.0) 或(0.0, 0.0, 0.0, 1.0

25、)光源中漫反射光分量GL_SPECULAR(1.0, 1.0, 1.0, 1.0) 或(0.0, 0.0, 0.0, 1.0)光源中鏡面光分量GL_POSITION(0.0, 0.0, 1.0, 0.0)光源的坐標(biāo)位置GL_SPOT_DIRECTION(0.0, 0.0, -1.0)光源聚光燈方向矢量GL_SPOT_EXPONENT(0.0)聚光指數(shù)GL_SPOT_CUTOFF180.0聚光截止角GL_CONSTANT_ATTENUATION1.0固定衰減因子GL_LINEAR_ATTENUATION0.0線性衰減因子GL_QUADRATIC_ATTENUATION0.0二次衰減因子第48頁/

26、共61頁50點(diǎn)光源p點(diǎn)光源的顏色點(diǎn)光源的顏色p點(diǎn)光源的位置和類型點(diǎn)光源的位置和類型p聚光燈聚光燈p光強(qiáng)度衰減光強(qiáng)度衰減第49頁/共61頁51點(diǎn)光源p在OpenGL中，必須明確啟用或禁用光照。默認(rèn)情況下，不啟用光照，此時(shí)使用當(dāng)前顏色繪制圖形，不進(jìn)行法線矢量、光源、光照模型、材質(zhì)屬性的相關(guān)的計(jì)算。要啟用光照，可以使用函數(shù)：glEnable(GL_LIGHTING);p指定了光源的參數(shù)后，需要使用函數(shù)啟用light指定的光源：glEnable(light);第50頁/共61頁52OpenGL全局光照p在OpenGL中，下面的函數(shù)用于指定全局光照 void glLightModeif (GLenum

27、pname，TYPE param); void glLightModeifv (GLenum pname，TYPE *param);pname取值取值默認(rèn)值默認(rèn)值含義含義GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT(0.2, 0.2, 0.2, 1.0)整個(gè)場(chǎng)景的環(huán)境光成分GL_LIGHT_MODEL_LOCAL_VIEWERGL_FALSE如何計(jì)算鏡面反射角GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDEGL_FALSE單面光照還是雙面光照GL_LIGHT_MODEL_COLOR_CONTROLGL_SINGLE_COLOR鏡面反射顏色是否獨(dú)立于環(huán)境顏色、散射顏色第51頁/共61頁53Open

28、GL材質(zhì)屬性p在OpenGL中，下面的函數(shù)用于指定材質(zhì)屬性 void glMaterialif (GLenum face, GLenum pname, TYPE param); void glMaterialifv (GLenum face, GLenum pname, TYPE *param);pname取值取值默認(rèn)值默認(rèn)值含義含義GL_AMBIENT(0.2, 0.2, 0.2, 1.0)材質(zhì)對(duì)環(huán)境光的反射系數(shù)GL_DIFFUSE(0.8, 0.8, 0.8, 1.0)材質(zhì)對(duì)漫射光的反射系數(shù)GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE材質(zhì)對(duì)環(huán)境光和漫射光的反射系數(shù)GL_SPECULAR(0

29、.0, 0.0, 0.0, 1.0)材質(zhì)對(duì)鏡面光的反射系統(tǒng)GL_SHININESS0.0鏡面反射指數(shù)GL_EMISSION(0.0, 0.0, 0.1, 1.0)材質(zhì)的發(fā)射光顏色GL_COLOR_INDEXS(0, 1, 1)環(huán)境顏色索引、漫反射顏色索引和鏡面反射顏色索引第52頁/共61頁54OpenGL材質(zhì)屬性pOpenGL提供顏色材質(zhì)模式： glEnable(GL_COLOR_MATERIAL); void glColorMaterial (GLenum face, GLenum mode);p 顏色材質(zhì)模式中，可以通過glColor函數(shù)來指定物體表面的顏色，而相應(yīng)的材質(zhì)屬性將通過顏色值和

30、光源的RGB值計(jì)算出來。第53頁/共61頁55透明處理pOpenGL中使用混合實(shí)現(xiàn)透明處理。中使用混合實(shí)現(xiàn)透明處理。p混合操作是指將輸入對(duì)象（源）的顏色值與當(dāng)混合操作是指將輸入對(duì)象（源）的顏色值與當(dāng)前存儲(chǔ)在幀緩存中的像素（目標(biāo)）顏色值合并前存儲(chǔ)在幀緩存中的像素（目標(biāo)）顏色值合并的過程。的過程。第54頁/共61頁56透明處理p開啟混合操作開啟混合操作glEnable(GL_BLEND);p指定計(jì)算源因子和目標(biāo)因子的計(jì)算方式指定計(jì)算源因子和目標(biāo)因子的計(jì)算方式 void glBlendFunc(GLenum srcfactor, GLenum destfactor);第55頁/共61頁57透明處理常

31、量常量RGB混合因子混合因子alpha混合因子混合因子GL _ZERO(0, 0, 0)0GL_ONE(1, 1, 1)1GL_SRC_COLOR(Rs, Gs, Bs)AsGL_ONE_MINUS_SRC_COLOR(1, 1, 1)- (Rs, Gs, Bs)1-AsGL_DST_COLOR(Rd, Gd, Bd)AdGL_ONE_MINUS_DST_COLOR(1, 1, 1)- (Rd, Gd, Bd)1-AdGL _SRC_ALPHA(As, As, As)AsGL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA(1, 1, 1)- (As, As, As)1-AsGL_DST_ALPHA(Ad, Ad, Ad)AdGL_ONE_MINUS_DST_ALPHA(1, 1, 1)- (Ad, Ad, Ad)1-AdGL_CONSTANT_COLOR(Rc, Gc, Bc)AcGL_ONE_MINUS_CONSTANT_COLOR(1, 1, 1)- (Rc, Gc, Bc)1-AcGL_CONSTANT_ALPHA(Ac, Ac, Ac)AcGL_