Разделы презентаций


7. Модели освещения презентация, доклад

Содержание

Составляющие освещенияМодель освещения (закрашивания) определяет, как свет от источника рассеивается по поверхности или отражается от нее.Модели освещения:Ахроматическая (монохромная) модель;Цветовая модель.В модели освещения, используемой в компьютерной графике, предполагается, что объекты сцены освещаются

Слайды и текст этой презентации

Слайд 17. Модели освещения

7. Модели освещения

Слайд 2Составляющие освещения
Модель освещения (закрашивания) определяет, как свет от источника рассеивается

по поверхности или отражается от нее.
Модели освещения:
Ахроматическая (монохромная) модель;
Цветовая модель.
В

модели освещения, используемой в компьютерной графике, предполагается, что объекты сцены освещаются двумя типами источников света: точечным источником света и фоновым источником света.
Составляющие освещенияМодель освещения (закрашивания) определяет, как свет от источника рассеивается по поверхности или отражается от нее.Модели освещения:Ахроматическая

Слайд 3Составляющие освещения
При взаимодействии с объектом часть света поглощается и превращается

в тепло; часть – отражается и часть – проникает внутрь.
Объект

видим в том случае, когда часть света отражается и попадает в глаз наблюдателя.
Если весь падающий свет поглощается – то это абсолютно черное тело.
Если весь свет проходит сквозь объект, то объект видим только за счет рефракции.
Составляющие освещенияПри взаимодействии с объектом часть света поглощается и превращается в тепло; часть – отражается и часть

Слайд 4Составляющие освещения
Различают два типа отражения света:
Диффузное рассеивание – часть падающего

на объект света слегка проникает внутрь поверхности и излучается обратно

во всех направлениях равномерно. Рассеянный цвет сильно взаимодействует с материалом поверхности, поэтому его цвет зависит от природы материала, из которого сделана поверхность;
Зеркальное отражение – падающий свет прямо отражается от поверхности, не проникая вглубь. В первом приближении зеркально отраженный свет имеет тот же цвет, что и падающий. В более сложных моделях цвет зеркально отраженного света пробегает интервал бликов, что дает лучшее приближение металлических поверхностей.
Составляющие освещенияРазличают два типа отражения света:Диффузное рассеивание – часть падающего на объект света слегка проникает внутрь поверхности

Слайд 5Составляющие освещения
P – точка на поверхности;
m – нормаль к поверхности

в точке P;
s – вектор, указывающий направление от точки P

к источнику света;
v – вектор, указывающий направление от точки P к глазу наблюдателя.
Составляющие освещенияP – точка на поверхности;m – нормаль к поверхности в точке P;s – вектор, указывающий направление

Слайд 6Составляющие освещения
Каждая грань объекта имеет две стороны: видимую и невидимую.
Для

видимой стороны должно соблюдаться условие v  m > 0

( - операция скалярного умножения)
Составляющие освещенияКаждая грань объекта имеет две стороны: видимую и невидимую.Для видимой стороны должно соблюдаться условие v 

Слайд 7Диффузная составляющая отраженного света
Пусть IS – интенсивность источника. Тогда интенсивность

отраженного света будет IScosΘ. Из всего отраженного доля ρd будет

приходиться на диффузную составляющую (ρd – коэффициент диффузного отражения).
Тогда диффузная компонента отраженного света будет равна ISρdcosΘ. Поскольку диффузное отражение равномерно во всех направлениях, то интенсивность диффузной компоненты, попадающей в глаз наблюдателя, не зависит от вектора.
Диффузная составляющая отраженного светаПусть IS – интенсивность источника. Тогда интенсивность отраженного света будет IScosΘ. Из всего отраженного

Слайд 8Диффузная составляющая отраженного света
Закон Ламберта

Диффузная составляющая отраженного светаЗакон Ламберта

Слайд 9Зеркальная составляющая отраженного света
Если поверхность идеально зеркальная, то отражение осуществляется

по правилу: угол падения равен углу отражения. Однако в реальности

это не так.
Зеркальная составляющая отраженного светаЕсли поверхность идеально зеркальная, то отражение осуществляется по правилу: угол падения равен углу отражения.

Слайд 10Зеркальная составляющая отраженного света
Isp – интенсивность зеркальной составляющей, попадающей в

глаз наблюдателя;
ρs – коэффициент зеркального отражения;
 – параметр, учитывающий

неидеальную зеркальность ( = 1…200)

Модель Фонга

Зеркальная составляющая отраженного светаIsp – интенсивность зеркальной составляющей, попадающей в глаз наблюдателя;ρs – коэффициент зеркального отражения; 

Слайд 11Зеркальная составляющая отраженного света

Зеркальная составляющая отраженного света

Слайд 12Фоновая составляющая отраженного света
Если использовать только диффузную и зеркальную компоненты,

то реалистичность полученного изображения оказывается не всегда удовлетворительной. Грани, которые

не освещаются, будут глубоко черными, тени резкими и глубокими.
Для смягчения этого эффекта добавляют третью компоненту света – фоновый свет, источник которого считается не расположенным ни в каком определенном месте, свет от него распространяется во всех направлениях одинаково.
Этот источник характеризуется интенсивностью Ia, а каждая грань коэффициентом фонового отражения ρa.
Следовательно, в глаз наблюдателя, расположенного в любом месте, попадает отраженная часть фонового источника Iaρa.
Фоновая составляющая отраженного светаЕсли использовать только диффузную и зеркальную компоненты, то реалистичность полученного изображения оказывается не всегда

Слайд 13Монохромная модель освещения
В освещении участвуют три независимых источника – фоновый

Ia и два точечных Is1, Is2. Точечные независимы, но совмещены

в пространстве. Один из них имеет интенсивность Is1 и является источником, создающим диффузную составляющую, другой имеет интенсивность Is2 и является источником, создающим зеркальную составляющую.
Монохромная модель освещенияВ освещении участвуют три независимых источника – фоновый Ia и два точечных Is1, Is2. Точечные

Слайд 14Цветовая модель освещения
Каждый фоновый, диффузный и зеркальный источник представляет собой

три независимых источника света, излучающие свет красного, зеленого и синего

цвета.
Цветовая модель освещенияКаждый фоновый, диффузный и зеркальный источник представляет собой три независимых источника света, излучающие свет красного,

Слайд 15Прожекторы

Прожекторы

Слайд 16Ослабление света с расстоянием
K1 – коэффициент постоянного ослабления
K2 – коэффициент

линейного ослабления
K3 – коэффициент квадратичного ослабления

Ослабление света с расстояниемK1 – коэффициент постоянного ослабленияK2 – коэффициент линейного ослабленияK3 – коэффициент квадратичного ослабления

Слайд 17Параметры источника освещения
Цвет фонового освещения (GL_AMBIENT)
Цвет рассеянного освещения (GL_DIFFUSE)
Цвет отраженного

света (GL_SPECULAR)
Расположение (GL_POSITION)
Направление распространения света (GL_SPOT_DIRECTION)
Концентрация светового луча (сфокусированность источника)

(GL_SPOT_EXPONENT)
Угол разброса световых лучей (GL_SPOT_CUTOFF)
Коэффициент постоянного ослабления (GL_CONSTANT_ATTENUATION)
Коэффициент линейного ослабления (GL_LINEAR_ATTENUATION)
Коэффициент квадратичного ослабления (GL_QUADRATIC_ATTENUATION)
Параметры источника освещенияЦвет фонового освещения (GL_AMBIENT)Цвет рассеянного освещения (GL_DIFFUSE)Цвет отраженного света (GL_SPECULAR)Расположение (GL_POSITION)Направление распространения света (GL_SPOT_DIRECTION)Концентрация светового

Слайд 18Свойства материала
Фоновый цвет материала (GL_AMBIENT)
Рассеянный цвет материала (GL_DIFFUSE)
Фоновый и рассеянный

цвет материала (GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE)
Отраженный цвет материала (GL_SPECULAR)
Коэффициент зеркального отражения (блеск) (GL_SHININESS)
Излучаемый

цвет материала (GL_EMISSION)
Индексы фонового, рассеянного и отраженного цветов (GL_COLOR_INDEXES)

Свойства материалаФоновый цвет материала (GL_AMBIENT)Рассеянный цвет материала (GL_DIFFUSE)Фоновый и рассеянный цвет материала (GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE)Отраженный цвет материала (GL_SPECULAR)Коэффициент зеркального

Слайд 19Цвет вершины
spotlight_effect = 1, если источник – не прожектор; 0,

если источник – прожектор, но вершина лежит вне его конуса;

(max{vd, 0})GL_SPOT_EXPONENT, если источник – прожектор и вершина лежит в его конусе, v – единичный вектор из прожектора в вершину, d – вектор ориентации прожектора.

L – единичный вектор направления из вершины на источник; n – единичный вектор нормали; s – нормализованная сумма двух векторов: вектор направления из вершины на источник и вектор из вершины на точку наблюдения.

Цвет вершиныspotlight_effect = 1, если источник – не прожектор; 0, если источник – прожектор, но вершина лежит

Слайд 20Пример
#include
GLfloat diffuseMaterial[4] = { 0.5, 0.5, 0.5, 1.0 };
void

init(void)
{
GLfloat mat_specular[] = { 1.0, 1.0, 1.0,

1.0 };
GLfloat light_position[] = { 1.0, 1.0, 1.0, 0.0 };
glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
glShadeModel (GL_SMOOTH);
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, diffuseMaterial);
glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, mat_specular);
glMaterialf(GL_FRONT, GL_SHININESS, 25.0);
glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_position);
glEnable(GL_LIGHTING);
glEnable(GL_LIGHT0);
glColorMaterial(GL_FRONT, GL_DIFFUSE);
glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);
}
Пример#include GLfloat diffuseMaterial[4] = { 0.5, 0.5, 0.5, 1.0 };void init(void) {  GLfloat mat_specular[] = {

Слайд 21Пример
void display(void)
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glutSolidSphere(1.0, 20, 16);

glFlush ();
}
void reshape (int w, int h)
{
glViewport

(0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);
glMatrixMode (GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
if (w <= h) glOrtho (-1.5, 1.5, -1.5*(GLfloat)h/(GLfloat)w, 1.5*(GLfloat)h/(GLfloat)w, -10.0, 10.0);
else
glOrtho (-1.5*(GLfloat)w/(GLfloat)h,
1.5*(GLfloat)w/(GLfloat)h, -1.5, 1.5, -10.0, 10.0);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();
}
Примерvoid display(void){  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);  glutSolidSphere(1.0, 20, 16);  glFlush ();}void reshape (int w, int

Слайд 22Пример
void mouse(int button, int state, int x, int y)
{

switch (button) {
case GLUT_LEFT_BUTTON:

if (state == GLUT_DOWN) {
diffuseMaterial[0] += 0.1;
if (diffuseMaterial[0] > 1.0) diffuseMaterial[0] = 0.0;
glColor4fv(diffuseMaterial);
glutPostRedisplay();
}
break;
case GLUT_MIDDLE_BUTTON:
if (state == GLUT_DOWN) {
diffuseMaterial[1] += 0.1;
if (diffuseMaterial[1] > 1.0) diffuseMaterial[1] = 0.0;
glColor4fv(diffuseMaterial);
glutPostRedisplay();
}
break;
Примерvoid mouse(int button, int state, int x, int y){  switch (button) {   case GLUT_LEFT_BUTTON:

Слайд 23Пример
case GLUT_RIGHT_BUTTON:
if (state == GLUT_DOWN)

{
diffuseMaterial[2] += 0.1;

if (diffuseMaterial[2] > 1.0) diffuseMaterial[2] = 0.0;
glColor4fv(diffuseMaterial);
glutPostRedisplay();
}
break;
default: break;
}
}
void keyboard(unsigned char key, int x, int y)
{
switch (key) {
case 27:
exit(0);
break;
}
}
Примерcase GLUT_RIGHT_BUTTON:     if (state == GLUT_DOWN) {      diffuseMaterial[2]

Слайд 24Пример
int main(int argc, char** argv)
{
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode

(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);
glutInitWindowSize (500, 500);

glutInitWindowPosition (100, 100);
glutCreateWindow (argv[0]);
init ();
glutDisplayFunc(display);
glutReshapeFunc(reshape);
glutMouseFunc(mouse);
glutKeyboardFunc(keyboard);
glutMainLoop();
return 0;
}

Примерint main(int argc, char** argv){  glutInit(&argc, argv);  glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);  glutInitWindowSize

Слайд 25Пример

Пример

Слайд 26Пример

Пример

Слайд 27Пример

Пример

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика