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第一节
漫反射及具体光源的照明 |
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1.环境光
在多数实际环境中,存在由于许多物体表面多次反射而产生的均匀的照明光线,这就是环境光线。环境光线的存在使物体得到漫射照明.
亮度计算如下:
其中I是可见表面的亮度, 是环境光线的总亮度, 是物体表面对环境光线的反射系数,它在0到1之间。
2.漫反射
具体光源在物体表面可以引起漫反射和镜面反射。漫反射是指来自具体光源的能量到达表面上的某一点后,就均匀地向各个方向散射出去,使得观察者从不同角度观察时,这一点呈现的亮度是相同的。
通常不光滑的粗糙表面总是呈现出漫反射的效果.
Lambert定律指出,漫反射的效果与表面相对于光源的取向有关,即:
其中 是漫反射引起的可见表面上一点的亮度。 是点光源发出的入射光线引起的亮度。 是漫反射系数,它的取值在0到1之间,随物体材料不同而不同。θ是可见表面法向N和点光源方向L之间的夹角,即入射角,它应该在0°到90°之间。
为了简化公式中余弦值的实际计算,可以假定向量N和L都已经正规化,即已经是长度为1的单位向量,这样就可以使用向量的数量积或内积。
因为这时
,于是得:
将环境光线和漫反射的效果结合起来,计算亮度的公式应该写成:
通常认为具体光源对可见表面产生的照明作用,是随着光源与表面之间距离的增加而下降的。设R是光线从光源发出到达表面再返回的距离,则
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