用C语言设计实体光照模型-课程设计报告.doc

《实体光照模型》课程设计报告主要探讨了如何利用C语言构建一个实体光照模型，这个模型应用于计算机图形学，特别是真实感图形渲染。报告分为需求分析、总体设计、详细设计和源代码四个部分。 1. 需求分析： 设计目标是创建一个长方体，并在该长方体上应用一个点光源，结合环境光和点光源的漫反射光进行光照计算，最终呈现出平行投影后的光照效果。模型使用FLAT明暗处理方法，以简化光照计算。 2. 总体设计： 设计中涉及图形的光照模型，包括表面模型的可见性判断、背光性判断以及光照的计算。光照模型基于光学物理定律，模拟自然界的光照过程。 3. 详细设计： - 原理：光照模型涉及到光源特性（如点光源、环境光）、局部光照模型（单个光源对物体的影响）和全局光照模型（多个光源的综合影响）。通过这些理论，系统地描述了光照模型的工作机制。 - 分支定义： - 三维齐次坐标结构和面的结构用于表示物体和其位置。 - 顶点表和面表管理长方体的几何信息，支持旋转操作。 - 计算外法向量和可见性，判断面是否被光源照亮。 - 计算环境光和点光源的漫反射光强，并将结果显示在屏幕上。 - 设计介绍： - 旋转变换：通过坐标变换实现长方体绕X轴和Y轴的旋转。 - 平行投影：将三维物体投影到二维平面上，简化光照计算。 - 环境光模型：即使没有直接光源，物体表面也有一定的亮度，这归功于环境光。 - 漫反射光模型：光被物体吸收后再反射出来，强度与入射角度和物体表面属性有关。 4. 结构定义与分析： - 三维齐次向量结构体：包含坐标信息和所属平面编号。 - 三维齐次坐标结构：表示四维坐标，用于实现旋转和平移。 - 面的结构：包含顶点索引、外法向量、中心点、漫反射光强等信息，用于光照计算。 - 点的结构：定义点的二维坐标。 通过以上设计，报告详细介绍了如何在C语言中实现一个简单的实体光照模型，包括对象的表示、变换、光照计算等核心步骤，这对于理解和实践计算机图形学中的光照模型至关重要。同时，这也是一项基础的课程设计任务，旨在让学生掌握真实感图形的基本原理和编程技巧。