课件 计算机图形学 真实感图形.ppt

【真实感图形】是计算机图形学的一个重要领域，旨在通过计算和模拟光线的传播、反射、折射等物理现象，创建出具有高度视觉真实性的图像。真实感图形技术广泛应用于游戏开发、电影特效、建筑设计等领域，使得虚拟场景看起来更加逼真。 在第八章中，主要讨论了以下几个关键知识点： 1. **隐藏线的消除**：这是实现真实感图形的关键步骤之一，目的是去除那些在实际观察中被遮挡的线条，使图像更加清晰。这一过程分为平面体的消隐和曲面体的消隐。对于凸面体，由于它们的几何结构相对简单，消隐算法较为直接；而对于凹面体，由于存在复杂的内部结构，需要更复杂的方法来确定哪些线条是不可见的。 2. **平面体的消隐**：包括凸面体和凹面体的消隐。凸面体的消隐主要处理那些面向观察者的表面，而凹面体的消隐则涉及到更复杂的判断，需要识别哪些内部表面被其他表面遮挡。 3. **曲面体的消隐**：处理三维曲面时，需要考虑更多的几何和光学因素，如曲面的曲率、法线方向等，以确定哪些部分应该被消隐。 4. **隐藏面的消除**：与隐藏线类似，隐藏面消除是去除那些被其他表面遮挡的物体表面，使得最终图像只显示可见的表面，增加图像的真实感。 5. **明暗效应**：模拟光线对物体表面的影响，包括高光、阴影、漫反射等，通过这些效果可以增强图像的立体感和深度感。通常会使用光照模型来实现这些效果，例如Phong模型或者Gouraud着色。 6. **颜色模型**：在图像处理中，理解颜色模型是至关重要的，如RGB、CMYK、HSV等，它们决定了如何混合颜色以达到预期的效果。 7. **光照高级编程**：这部分内容通常涉及更复杂的光照计算，如环境光、直射光、镜面反射等，以及光照对材质属性的影响。 8. **纹理图案映射**：这是一种将预定义的图像或图案应用到三维模型表面的技术，可以增加图像的细节和真实感，常用于模拟材质纹理，如木材、金属、布料等。 消隐处理的必要性在于，计算机无法像人眼那样自然地识别形体的遮挡关系，如果不进行处理，会导致图像中出现错觉和歧义。在消隐过程中，需要判断前后关系、确定投影的重叠部分，并判断面的朝向。常用的方法和技术包括最大最小试验，这是一种快速判断两个物体是否遮挡的方法，通过比较它们在投影平面上的边界来确定是否重叠。 真实感图形的实现涉及多个层面，从几何造型到光学模拟，再到色彩和纹理的处理，每一个环节都是为了更接近现实世界的视觉体验。掌握这些知识对于从事计算机图形学相关工作的人来说至关重要。