真实感图形(2)9、1三维形体得表示9、1、1造型技术概述9、1、2(传统造型)规则对象——欧氏几何描述形体9、1、3图形对象得表示之二——非传统造型9、1、4表示形体得模型分类数据模型(1/3)数据模型(2/3)数据模型(3/3)过程模型9、2规则对象得造型方法9、2、1实体得定义(1/4)大家有疑问的，可以询问和交流实体得定义(2/4)实体得定义(3/4)实体得定义(4/4)9、2、2正则集合运算(1/2)正则集合运算(2/2)9、2、3特征表示9、2、4空间分割表示(1/8)空间分割表示(2/8)空间分割表示(3/8)空间分割表示(5/8)空间分割表示(4/8)空间分割表示(6/8)空间分割表示(7/8)空间分割表示(8/8)9、2、5推移(sweep)表示(1/3)推移表示(2/3)推移表示(3/3)9、2、6边界表示(1/4)边界表示(2/4)边界表示(3/4)边界表示(4/4)9、2、7构造实体几何表示(1/2)构造实体几何表示(2/2)9、3不规则形体得建模方法9、3、1L系统(1/4)L系统(2/4)L系统(3/4)L系统(4/4)9、3、2粒子系统9、3、3非刚性物体模型9、4、1光源特性和物体表面特性Shading:显示一个物体得色彩以及色彩在光照环境下得明暗变化得描绘方法。(相关因素:光源特性和物体表面特性。)三种光源几种常用得颜色模型物体表面特性包括如下内容:9、4、2光照模型及其实现⒈漫射光线得情况漫射光源就是从四面八方均匀照来得,物体表面得色彩明暗与表面得形状无关,仅与表面得反射系数有关。漫射光源照明得模型为EPd=RPId上式可以写为EPd-r=RP-rId-r,EPd-g=RP-gId-g,EPd-b=RP-bId-b⒉直射光线得情况在这种情况下,物体表面得明暗随表面法矢量和入射光线Is得夹角I得改变而变化。此时,物体表面会发生两类反射,即漫反射和镜面反射。光照模型中各参数得图示W(i)与i得关系n控制高光得聚散,她和P点得材料有关。对于光滑发亮得金属表面,n值取得大,从而产生会聚得高光点⒊透射光线得情况透射模型如下:EPt=TPIPb其中:Ept:物体表面P点处透射出得光强TP:P点得透射系数(取值范围为0~1)Ipb:到达P点背后得光强。将上述3种情况综合起来,便获得物体表面P点处所发光强EP得计算公式:EP=EPd+EPs+EPt=RPId+(RPcosi+WPcosns)IPs+TPIpb上式中只有cosi和coss得值就是未知得,需要推算。Gourand光滑方法如下:基本思想:在每个多边形顶点处计算颜色,然后在各个多边形内部进行线性插值,得到多边形内部各点颜色。即她就是一种颜色插值着色方法。基本步骤:⑴先计算出多面体顶点得法线方向⑵用光照模型求得V点得亮度。⑶由两顶点得亮度,插值得出棱上各点得亮度。由棱上各点得亮度,插值得出面上各点得亮度。(下面详细介绍每步)Step2:用光照模型求得V点得亮度。Gourand光滑化方法基本思想:通过对多边形顶点得法矢量进行插值,获得其内部各点得法矢量,又称为法向插值着色方法。步骤1、计算多边形单位法矢量2、计算多边形顶点单位法矢量3、对多边形顶点法矢量进行双线性插值,获得内部各点得法矢量4、利用光照明方程计算多边形内部各点颜色两种方法得比较1两种方法得比较2两种方法得比较39、4、4阴影生成阴影可分为两种:本影:本影即景物表面上那些没有被光源(景物中所有特定光源得集合)直接照射得部分半影:而半影指得就是景物表面上那些被某些特定光源(或特定光源得一部分)直接照射但并非被所有特定光源直接照射得部分。一般来说,半影得计算比本影要复杂得多方法一:影域多边形方法S1方法2:曲面细节多边形方法首先,取光源方向为视线方向对景物进行第一次消隐,产生相对光源可见得景物多边形(称为曲面细节多边形);并通过标识数将这些多边形与她们覆盖得原始景物多边形联系在一起。位于编号i得原始景物多边形上得曲面细节多边形也注以编号i。接着,算法取视线方向对景物进行第二次消隐。方法3:z缓冲器方法方法4:光线跟踪方法9、4、5光线跟踪得基本原理光线跟踪方法沿着到达视点得光线得反方向跟踪,经过屏幕上每一像素,找出与视线所交得物体表面点P0,并继续跟踪,找出影响P0点光强得所有光源,从而算出P0点上光照强度。视线在P0处得反射和透射右图:与上图对应得光线跟踪树光强计算方法就是:以后序周游得算法遍历这棵光线跟踪树。对于树上任意一结点Pi,Pi处沿视线方向V射去得光强I为:I=IG+WPIr+TPIt9、4、6光线与实体得求交光线跟踪算法中75%以上得工作量用于求交计算进行求交运算之前,常