BRDF、朗伯体模型、Phong模型
发布网友
共1个回答
热心网友
本文介绍计算机图形学中的两种基本光照模型。
一、BRDF模型
BRDF模型是描述最一般的光反射的模型，它是一个概率分布函数，用以描述到达入射方向的每一个波长有多少在反射方向上发出。在局部坐标系内，BRDF可以表示为函数[公式]，其中[公式]代表光的波长，物体表面对不同频率的光反射率不同。在给定光照条件下从表面点发出的方向的光的数量，我们可以通过对入射光和BRDF函数乘积求积分来计算。在实际场景中，如一个房间或天空，光源可能均匀分布在长方体或半球上，需要进行积分处理。若光源为有限个离散点，则使用求和代替积分。
二、朗伯体模型
朗伯体模型描述的是漫反射，其特点是光线在所有方向上均匀地发射。漫反射的数学模型可以表示为[公式]，其中[公式]代表物体对光的吸收率，[公式]介于0和1之间，0代表黑色物体，1代表白色物体。当一束光打到黑色物体上，反射光的辐射为0，对应黑色；而白色物体反射入射光的颜色，即[公式]。漫反射模型的数学表示为[公式]，其中的指数[公式]用于加快函数的衰减程度。
三、Phong模型
Phong模型主要描述镜面反射，其关键参数为指数[公式]，用于控制高光的衰减速度。在Phong模型中，假设[公式]和[公式]之间的夹角为[公式]，则高光强度可通过函数[公式]计算，其中[公式]为角平分向量，即光源方向[公式]和镜面反射方向[公式]的角平分向量。Phong模型的最终表示式由BRDF、漫反射项和环境光项组合而成。
在理解这些模型时，关键在于理解它们如何模拟光线与物体表面的交互作用，以及如何通过这些模型计算出最终的图像效果。通过对比BRDF、朗伯体模型和Phong模型，我们可以更直观地理解计算机图形学中不同光照模型的作用和特点。
