第四章 虛擬現(xiàn)實的圖形學基礎

第四章虛擬現(xiàn)實的圖形學基礎第一頁，共十頁，2022年，8月28日2.透視投影為了顯示虛擬物體,必須將三維幾何模型經過投影變換,轉換成顯示器二維平面透視投影圖。（1）透視控制模型數據被處理成較大的有結構層次的場景還是一臺式物體均由Z軸的相對數值決定。（2）視場透視圖像的視場可通過設置對虛擬觀察者可視的X、Y坐標范圍來控制，在此范圍內的點是可見的，而外部的點是不可見的。第二頁，共十頁，2022年，8月28日3.人的視覺（1）空間視覺問題人們在日常生活中常需要知道自己所關注的對象的距離。而獲得這些問題的答案依靠的是空間深度感受——深度感（遠近感）。（2）立體觀察虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)使用戶盡可能地與計算機生成圖像接口，尤其是利用立體視覺。第三頁，共十頁，2022年，8月28日4.色彩理論（1）光線與顏色在光線的照射下，人們通過視覺器官感知周圍物體的存在，每個物體在人們的視覺中反應出不同的色彩。（2）三基色原理通過對人眼彩色刺激靈敏度的研究發(fā)現(xiàn)，各種彩色感覺都可以由適當選擇的3種基色按不同比例混合而成。（3）色彩模型彩色模型是一種定量描述顏色的方法，它是通過彩色空間中一組坐標值來表示一種顏色來實現(xiàn)的。①RGB模型②CIELUV模型③HSV模型④HLS模型第四頁，共十頁，2022年，8月28日5.光照模型（1）點光源在光照模型中，最簡單的光源是點光源。因為它需要一個空間位置和光的強度。（2）無限遠點光源無限遠點光源是由于光源位置處于無限遠處以致于入射光線都是平行的。（3）局部光源局部光源要用相關的角度來模擬定向光束的光照特征。典型的應有光強、位置、方向和照射角。（4）環(huán)境光環(huán)境光即為背景光。第五頁，共十頁，2022年，8月28日（5）陰影當觀察方向和光照方向不一致時，就會出現(xiàn)陰影，陰影能使人感到顯示器景物的遠近深淺，從而極大地增強了畫面的真實感。（6）透明度（7）增強真實感增強真實感需要考慮以下幾個問題:①多光源②光強隨距離增加現(xiàn)時衰減③逆光④X射線源第六頁，共十頁，2022年，8月28日6.反射模型物體表面的反射光可以分為漫反射光和鏡面反射光。（1）漫反射一個粗糙的、無光澤的表面表現(xiàn)為漫反射，即對光線沿各個方向都作相同的散射，所以這種表面從各個視角看起來都有相同的亮度。（2）鏡面反射在任何一個有光澤的表面上，都可發(fā)生鏡面反射。第七頁，共十頁，2022年，8月28日7.真實感圖像的真實感提高有兩部分內容：首先圖像的內容可以通過加入真實世界的紋理、氛圍效果、陰影和復雜的表面形狀加以改進。其次描繪生成的圖像中應不含任何人造的物品。（1）紋理映射紋理映射是將一給定的紋理函數映射到物體表面上，在對物體表面進行顏色計算時可采用相應的紋理函數值代替表面的漫反射分量，從而進行計算。（2）走樣（3）反走樣（4）凸包映射凸包映射是在光照計算的時候通過調整平面法向量而提高真實感。（5）環(huán)境映射第八頁，共十頁，2022年，8月28日8.三維消隱常見的消隱算法有以下幾種：（1）畫家算法（2）Z緩沖器算法（3）掃描線算法（4）區(qū)域采樣法第九頁，共十頁，2022年，8月28日9