线性插值得到点I的颜色值Gouraud着色处理中光亮度计算

不足：
Phong 着色处理的计算量比Gouraud着色处理 要大得多
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三种明暗模型得到结果的比较
Flat Shading
Gouraud Shading
Phong Shading
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三种明暗模型得到结果的比较
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为多边形物体的每一个顶点赋一个法向量：顶 点处的法向量可通过计算所有经过该顶点的多 边形的法向量的加权(1/n、面积、角、边)平均 值得到 利用Phong模型计算每一顶点处的颜色 多边形内部点处的颜色值可通过线性或双线性 插值多边形顶点处的颜色值得到
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Gouraud着色处理
多边形顶点的平均法向计算
光照处理和着色处理
局部光照处理
环境光模型 Lambert模型 Phong模型
多边形物体的着色处理
平面着色处理 Gauroud着色处理 Phong着色处理
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Phong模型
非理想反射面的表面反射光中包含
环境反射分量 漫反射分量 镜面反射分量
I K a Ia (K d Il_icos k s I l_icos )
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平面着色处理
为消除这种相邻多边形之间颜色不连续的现 象，可以通过插值方法来处理
Gouraud着色处理(Gouraud shading) Phong着色处理(Phong shading)
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Gouraud着色处理(Gouraud shading) Gouraud 着色处理又称光亮度(或颜色)插 值着色处理
Gouraud着色处理中光亮度计算 12
Gouraud着色处理
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Phong着色处理(Phong shading)
Phong着色处理又称法向插值着色处理
Phong着色处理中法向的线性插值
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Phong着色处理
假设多边形ABCDE顶点处的法向量已计算好，利用 Phong模型计算出顶点A~E处的颜色值。 为计算点I处的颜色值，假设l是经过点I的扫描线，它 与多边形相交于点I1和点I2
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多边形物体的着色处理模型
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平面着色处理(Flat Shading)
依据Lambert模型为每一个(可见的)多边形 计算出一个颜色值
Lambert模型只与入射光线和法向有关 I=Kd* Il*cos
将计算出的颜色值直接赋给该多边形
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平面着色处理
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平面着色处理
平面着色处理简单 相邻的多边形之间颜色差异较大，存在马赫 带(Mach Bands)效应(即光亮度变化率不 连续的边界处呈现亮带或黑带)
利用点A、B的法向值，线性插值得 到点I1的法向值 利用点D、C的法向值，线性插值 得到点I2的法向值 利用点I1、I2的法向值，线性插值 得到点I的法向值 利用Phong模型计算得到点I处的颜 色值
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Phong着色处理
优点：
Phong 着色处理能较好地模拟高光 多边形之间颜色的变化比Gouraud着色处理要 更自然
n
m
I K a Ia (K d Il_i (N L) k s I l_i (N H)n )
i 1
2
i 1 m
多边形物体的着色处理
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多边形物体的着色处理模型
着色处理模型(Shading Model)：利用光照 明模型决定多边形物体表面上某点的颜色
多边形物体具有表示简单、便于图形硬件处理 的优点 在绘制曲面表示的物体时，均需事先将其转化 为三角形网格。
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Gouraud着色处理
假设多边形ABCDE顶点处的法向量已计算好， 利用Phong模型计算出顶点A~E处的颜色值。 为计算点I处的颜色值，假设l是经过点I的扫描 线，它与多边形相交于点I1和点I2
利用点A、B的颜色值，线性插值得 到点I1的颜色值 利用点D、C的颜色值，线性插值 得到点I2的颜色值 利用点I1、I2的颜色值，线性插值 得到点I的颜色值