43.Физическая модель света

Свет – очень сложен, чтобы в совершенстве его смоделировать реализация любых графических принципов сводится к тому, что мы жертвуем качеством в угоду скорости.

Единичный фотон

Фотоны отрываются от источника энергии и прямолинейно распространяются в пространстве до тех пор, пока не произойдёт столкновении с внешним объектом в пространстве, если столкновение произойдёт,ч то произойдут следующие варианты

1) отражение (reflection)

2) поглощение (absorption)

3) преломление (refraction)

4) отклонение (diffraction)

Фотонов неопределённо много. Свет можно рассмотреть как непрерывный поток энергии. Можно применить статические законы. Таким образом, свет может быть легко смоделирован на компе.

4 вида информации, которую поучает мозг из изображения:

1) форма – внешний вид объекта, видимые границы и поля (резкие энергетические переходы)

2) Оттенки - плавные энергетические переходы

3) Движение - найти курсор двинув мышкой

4) цвет

44. Свет. Свойства света ( простейшие законы). (км)

Идеальный источник света – ни объема, ни размера, как точка, мгновенно включается и выключается. Включенный на очень короткий промежуток времени, источник испускает фотоны по сфере.

Рассмотрим зависимость от площади сферы. Яркость фрагмента обратно пропорциональна радиусу сферы

Brightness=k/(r^2), где k – яркость источника.

Применим ко всем источникам кроме лазера.

Закон косинуса (закон Ламберта)

Площадь сечения уменьшается пропорционально косинусу угла

Освещение можно выразить

Освещенность = cos(альфа)*Br

1) Поглощение – поглощается свет и нагревается поверхность, но нагревом мы можем пренебречь

2) Отражение – если отражение идеально, то мы фактически моделируем зеркало. Есть поверхности, которые рассеивают свет – матовые.

4) Рассеивание надо учитывать.

4) Преломление - зависит от свойств среды. Этот эффект не моделируется в основном, в идеале фотоны могут путешествовать очень долго, мы предположили что свет взаимодействует с поверхностью 1 раз!

45.Диффузное отражение и рассеянный свет.

Диффузно – отраженные поверхности, попадающий на них свет, отражают одновременно во всех направлениях. Яркость зависит только от того, под каким углом падает свет и не зависит, под каким углом смотрит наблюдатель.



Is - интенсивность точечного источника света (солнце).

Kd – коэффициент диф. Отражения.

В скалярном виде:

С учетом фонового света:

Интенсивность света от точечного источника падает обратно пропорционально квадрату расстояния  делим на R2:

k- корректирующая константа для расстояния.

d- расстояние от объекта до центра проекций.

Для представления диффузного отражения от цветных поверх­ностей уравнения записываются отдельно для голубого, пурпурного и желтого света, при этом константы отражения для этих цветов задаются тройкой чисел (kdc, kdm, kdy).