Partea III / Curs 23. Difuz reflecție
incident de energie de lumină pe suprafață, pot fi absorbite, reflectate sau omise. O parte din ea este absorbită și transformată în căldură, și o parte este reflectată sau trecut. Obiectul poate fi văzută numai în cazul în care aceasta reflectă sau transmite lumina. În cazul în care un obiect absoarbe toată lumina incidență, este invizibilă și se numește un corp negru.
Cantitatea absorbită, reflectată sau energia transmisă depinde de lungimea de undă a luminii. Când sunt iluminate cu lumină albă, în care intensitatea toate lungimile de undă este redusă cu aproximativ aceeași, obiectul pare gri. În cazul în care a absorbit cea mai mare a luminii, obiectul apare negru, iar în cazul în care doar o mică parte # 151; alb. În cazul în care a absorbit doar anumite lungimi de undă în lumina emanată de obiect, distribuția de energie este schimbat și culoarea obiectului arata. Culoarea obiectului este determinată de lungimi de undă absorbite.
Proprietățile luminii reflectate depind de structura, forma și direcția sursei de lumină, de orientare și de suprafață proprietățile. Lumina reflectată de obiect poate fi, de asemenea, difuze sau specular.
reflexie difuză a luminii se produce atunci când lumina se cufundă suprafața obiectului este absorbit și apoi re-emise. Poziția observatorului, nu contează, deoarece lumina reflectata prolix este împrăștiată uniform în toate direcțiile. reflexie are loc de la suprafața exterioară a obiectului.
lumină reflectată punct de sursă dintr-un difuzor perfect, legea lui Lambert cosinus de: intensitatea luminii reflectate este proporțională cu cosinusul unghiului dintre direcția luminii și normala la suprafață:
I = Il * kd * cos q. unde
eu # 151; intensitatea luminii reflectate,
Il # 151; punct sursa de intensitate,
kd # 151; reflectanță difuză (0 <= kd <= 1); kd зависит от материала и длины волны света, но в простых моделях освещения обычно считается постоянным (0 — энергия полностью рассеялась от очень шерховатой поверхности, 1 — энергия полностью отразилась от абсолютно гладкой поверхности),
q # 151; unghiul dintre direcția luminii și normala la suprafață (vezi. Fig. 23.1), 0 <= q <= p /2; если q> p / 2, sursa de lumină este poziționată în spatele obiectului.
Suprafața obiectelor reprezentate printr-un simplu model de iluminare difuză Lambertian reflecție, se pare stins și încâlcit. Se presupune că punctul de sursă, și, prin urmare, obiectele la care se încadrează nici o lumină directă, par negru. Dacă sursa este un punct și este un fascicul îngust, atunci:
I = Il * kd * cos q * cos c b. unde
b # 151; unghiul format de lumina reflectoarelor și direcția punctului (vezi. Fig. 23.2),
cu # 151; Raportul îngustime: mai mare decât s. îngust grinda.
Legea nu ține cont de lumina ambientală.
Cu toate acestea, scena reală obiect cade în continuare și de lumină difuză reflectată de obiecte ale mediului, cum ar fi pereții camerei. Lumina difuzată corespunde sursei de distribuție. În ceea ce privește calculul acestor surse necesită costuri de calcul mari, în grafica pe calculator, acestea sunt înlocuite cu factorul de intensitate pentru lumină difuză # 151; constant, care este inclusă în formula, în combinație cu un element liniar Lambert:
I = Ia * ka + Il * kd * cos q. unde
Ia # 151; intensitatea luminii dispersate,
ka # 151; raportul de intensitate a luminii imprastiate la (0 <= ka <= 1).
Să se dea două obiecte, aceeași orientare în raport cu sursa, dar aranjate la distanțe diferite de la ea. Dacă le găsiți pe intensitatea acestei formule, acesta va fi la fel. Acest lucru înseamnă că, atunci când obiectele se suprapun, ele nu pot fi distinse, deși intensitatea luminii este invers proporțională cu pătratul distanței de la sursă și obiect, care se află mai departe de ea, să fie mai întunecat.
Presupunând că sursa de lumină este situat la infinit, atunci un membru al modelului de iluminare difuză dispare. În cazul transformării în perspectivă a scenei ca un coeficient de proporționalitate pentru membru difuziune poate lua distanța r de centrul de proiecție a obiectului. Dar dacă centrul proiecției este aproape de obiect, 1 / r 2 variază rapid, adică situate aproximativ la aceeași distanță de la sursa de obiecte, diferența este intensitati excesiv de mari.
Experiența a arătat că un realism mai poate fi realizat cu o atenuare liniară. În acest caz, modelul de iluminare este după cum urmează:
I = Ia * ka + (Il * kd * cos q * cos c b) / (r + const),
r este necesar ca efectul nu a fost discotecă (efect de tranziții ascuțite),
const # 151; ca nu cumva să fie divizare prin zero.
Dacă se presupune că punctul de observație este situat la infinit, r determinat de poziția obiectului cel mai apropiat de punctul de vedere. Acest lucru înseamnă că, cel mai apropiat obiect este iluminat cu o intensitate sursă complet, în timp ce mai îndepărtate # 151; redusă. Pentru suprafețe neferoase modelul de iluminare se aplică pentru fiecare dintre cele trei culori primare: roșu (R), verde (G) și albastru (B):