文档介绍：:******@..cn/home/jin浙江大学CAD&putergraphics,putergraphics.–JeremyBirn本章的目的是如何用更精致的Muti-texturemethods,vertexshaderandpixelshader对光照明模型进行扩展。主要讨论:光与物质之间的相互作用、vertexshader、pixelshader、控制shading的语言、运动模糊、景深、反射、折射、阴影、整体光照明模型(辐射度和光线跟踪)在实时绘制中的应用。Gouraudshading:1971Phongshading,:1975Applyingtextures:BlinnandNewell1976这些算法是图形加速卡的支柱,它们采用fixed-function流水线。Vertexshader:取代fixed-function顶点处理,用户可以对每个顶点的操作进行编程。Pixelshader:提供了更灵活的纹理贴图操作,可以用编程语言对纹理贴图进行控制。使得实时绘制更加复杂的光照模型和图形操作成为可能!辐射度学和光度学 RadiometryandPhotometry上一章我们忽略了物理和测量概念。基本光照模型是真实物理模型的一种简单逼近。为了描述更广泛的材料模型,我们需要了解光如何工作和度量。光子路径:一些光子直接来自光源,另一些来自其它表面的反弹。发射的光子是否被吸收取决于波长,使得物体呈现颜色。辐射度学通过电磁光谱来处理辐射能的测量。辐射度学主要研究频率为3×1011~3×1016Hertz的光辐射,~1000μm微米的波长。波段范围包括红外、可见光、紫外线。光度学与辐射度学类似,但它只处理人眼可感知的光,即可见光,波长范围为380~780nm纳米。波长450nm对应于蓝色,540nm对应于绿色,659nm对应于红色。色度学不处理颜色的感知本身,而是研究各种波长的感知强度。例如,绿光比红光和篮光亮。色度曲线辐射度学的计算结果通过与色度曲线相乘,转化为色度学单位。色度曲线是一条铃状的曲线,中心为555nm,表示眼睛对各波段光的反应。色度曲线辐射能量在辐射度学中,辐射能量Q是基本的能量单位,用J(焦耳)来度量。每个光子有一定的辐射能量,其大小为Planck常数(×10-34焦耳秒)乘以光速(×108米/秒),再除以光子的波长。等价地,×1015乘以光子的波长。例如,在波长为550nm的波段处,×109个。光通量密度光源的光通量Φ为每秒钟发射出的焦耳数(dΦ/dt)。也可用瓦特W来度量(1W=1J/s)在光子离开光源后,下一步为如何度量它们到达表面。光通量密度为单位面积接收的光通量,用瓦特/米2来度量。光通量密度的概念可以应用于任何表面,无论是真实的或虚拟的。一块区域的光通量密度与每秒钟光子从各个方向穿越该区域的速率成正比。理论上,我们可以让面积任意小,这样我们可以度量一个点的光通量密度:如果光通量在一区域是均匀的,则可简化为u=Φ/A。光通量密度的别名光通量密度(radiantflux)在特定的应用场合还有一些其它名字。当光通量到达一个表面时,我们用辐照度E(irradiance)这一词。当光通量离开一个表面时,我们用辐出度M(radianceexitance)这一词,辐出度有时也称辐射度(Radiosity)。