图423点发光强度定义 (2)点发光强度 光通量:单位时间内通过面元ds的光能量,记为dF 发光强度:点光源在某个方向上的发光强度,定义为该方向上单位立体角的内的光通量,即 dh dF a ds 各向同性的点光源,在各个方向上单位立体角内通过的光通量相等,即在各个方向上发光强度相等。设发 F ldm=4x·l 光强度为I,则点光源向外辐射的整个光通量为球立体角内的光通量,即 4.2.2 Phong光照明模型 光照到物体表面时,物体对光会发生反射( Reflection)、透射( Transmission)、吸收( Absorption)、衍 射( Diffraction)、折射( Refraction)、和干涉( Interference)。对于其中的一些现象,我们会在后面的小节 中陆续给出真实感图形学中的模拟,首先我们先来介绍对于光反射现象的研究。 简单光照明模型模拟物体表面对光的反射作用。光源被假定为点光源,反射作用被细分为镜面反射 ( Specular Reflection)和漫反射 (Diffuse Reflection)。简单光照明模型只考虑物体对直接光照的反射作用, 而物体间的光反射作用,只用环境光( Ambient Light)来表示。 Phong光照明模型这样的一种模型。下面,我 们分别从光反射作用的各个组成部分来介绍这个简单光照明模型。 1.理想漫反射 当光源来自一个方向时,漫反射光均匀向各方向传播,与视点无关,它是由表面的粗糙不平引起的,因而 漫反射光的空间分布是均匀的。记入射光强为In,物体表面上点P的法向为M,从点P指向光源的向量为L 两者间的夹角为 theta,由 Lambert余弦定律,则漫反射光强为 2=1,*K4*(,∈(0.z12) 其中,K是与物体有关的漫反射系数,0<K4<1。当L、N为单位向量时,上式也可用如下形式表达 I,=l,ka *(L 在有多个光源的情况下,可以有如下的表示: l-k∑2*( 漫反射光的颜色由入射光的颜色和物体表面的颜色共同设定,在RGB颜色模型下,漫反射系数Kd有三个分 量人命,g,的,分别代表RGB三原色的漫反射系数,它们是反映物体的颜色的,通过调整它们,可以设 定物体的颜色。同样的,我们也可以把入射光强I设为三个分量8”,通过这些分量的值来调整光源的 颜色 2.镜面反射光 对于理想镜面,反射光集中在一个方向,并遵守反射定律。对一般的光滑表面,反射光集中在一个范围内 且由反射定律决定的反射方向光强最大。因此,对于同一点来说,从不同位置所观察到的镜面反射光强是不 同的。镜面反射光强可表示为 1,=l,*E,*cos(a,a∈(0,x/2) 计算机图形学第四章第110页共36页计算机图形学 第四章 第 110 页 共 36 页 （2）点发光强度 光通量：单位时间内通过面元 ds 的光能量，记为 dF。 发光强度：点光源在某个方向上的发光强度，定义为该方向上单位立体角的内的光通量，即 各向同性的点光源，在各个方向上单位立体角内通过的光通量相等，即在各个方向上发光强度相等。设发 光强度为 I，则点光源向外辐射的整个光通量为球立体角内的光通量， 即 4．2．2 Phong 光照明模型 光照到物体表面时， 物体对光会发生反射(Reflection)、透射(Transmission)、吸收(Absorption)、衍 射(Diffraction)、折射(Refraction)、和干涉(Interference)。对于其中的一些现象，我们会在后面的小节 中陆续给出真实感图形学中的模拟，首先我们先来介绍对于光反射现象的研究。 简单光照明模型模拟物体表面对光的反射作用。光源被假定为点光源，反射作用被细分为镜面反射 (Specular Reflection)和漫反射(Diffuse Reflection)。简单光照明模型只考虑物体对直接光照的反射作用， 而物体间的光反射作用，只用环境光(Ambient Light)来表示。Phong 光照明模型这样的一种模型。下面，我 们分别从光反射作用的各个组成部分来介绍这个简单光照明模型。 1．理想漫反射 当光源来自一个方向时，漫反射光均匀向各方向传播，与视点无关，它是由表面的粗糙不平引起的，因而 漫反射光的空间分布是均匀的。记入射光强为 Ip，物体表面上点 P 的法向为 N ，从点 P 指向光源的向量为 L， 两者间的夹角为 theta，由 Lambert 余弦定律，则漫反射光强为： ， 其中，Kd是与物体有关的漫反射系数, 0<Kd<1 。当 L、N 为单位向量时，上式也可用如下形式表达： 。 在有多个光源的情况下，可以有如下的表示： 。 漫反射光的颜色由入射光的颜色和物体表面的颜色共同设定，在 RGB 颜色模型下，漫反射系数 Kd有三个分 量 ，分别代表 RGB 三原色的漫反射系数，它们是反映物体的颜色的，通过调整它们，可以设 定物体的颜色。同样的，我们也可以把入射光强 I 设为三个分量 ，通过这些分量的值来调整光源的 颜色。 2．镜面反射光 对于理想镜面，反射光集中在一个方向，并遵守反射定律。对一般的光滑表面，反射光集中在一个范围内， 且由反射定律决定的反射方向光强最大。因此，对于同一点来说，从不同位置所观察到的镜面反射光强是不 同的。镜面反射光强可表示为：