计算机图形学chapPPT学习教案.pptx

计算机图形学是一门涵盖多个领域的学科，主要目标是利用数学、物理学、计算机科学以及心理学的知识在计算机上生成逼真的图像。真实感图形绘制是计算机图形学的核心内容，它旨在通过模拟光照、材质和视觉效果，创造能够以假乱真的视觉体验。 在真实感图形绘制中，光强是一个关键概念，它描述了物体表面向特定方向发射光的能力，包括光能的大小和色彩组成。光照模型，如简单的光照模型和复杂的光照模型，是用来计算物体表面点的光强度的重要工具。简单光照模型通常包括环境光、漫反射光和镜面反射光三个组成部分。 环境光是指来自周围所有方向的均匀光照，物体表面的每个点都会接收到这种光线，反射出去。漫反射光则模拟粗糙表面的光照效果，遵循Lambert余弦定律，光线从一个方向入射，然后均匀地向各个方向反射。镜面反射则是光滑表面特有的现象，根据反射定律，入射光与反射光在表面法线上对称，如果观察者处于特定角度，可以看到强烈的高光点。 真实感图形绘制的过程涉及几个主要步骤：在计算机中构建场景造型；执行取景和透视变换，确保图像符合人眼的视觉透视规则；接着，进行消隐处理，消除隐藏的几何形状；应用光照模型计算每个像素的光强度，将其转换为图形设备能显示的颜色，从而生成最终的图像。 光强衰减在光照模型中至关重要，因为光线在传播时会逐渐减弱。常见的光强衰减函数包括常数衰减、一次函数衰减和二次函数衰减。正确的光强衰减处理能提高图像的真实感。 在颜色处理方面，选择合适的颜色模型也很关键。RGB模型是一种面向硬件的颜色模型，而HSI模型则更注重人的视觉感知。在光照模型中，每个颜色分量（红、绿、蓝）都有对应的环境光、漫反射光和镜面反射光强度，通过特定的计算公式将这些因素结合，得出最终的像素颜色。 计算机图形学中的真实感图形绘制是一个复杂的过程，涉及到多个物理和计算概念的综合运用，包括光照模型、光强、光强衰减以及颜色处理。理解并掌握这些知识点对于创建高质量的计算机生成图像至关重要。