Детализация поверхности
Существует три способа детализации поверхности – цвет, текстура и фактура.
При детализации гладкой поверхности цветом, форма поверхности не изменяется. Например, можно использовать разноцветные многоугольники (окна, двери) на фоне одного большого прямоугольника (фасад здания).
Детализация текстурой – это наложение узора или растрового изображения (фотографии) на поверхность.
Необходимо установить соответствие между точками на поверхности объекта и точками текстуры, что в общем случае приводит к сжатию или растяжению рисунка текстуры.
Это
соответствие задается с помощью функции
проецирования F:
,
где
u,
v
– координаты
текстуры, а x,
y,
z
– координаты текстурируемого объекта.
Р
ассмотрим
цилиндрическое отображение.
Для
параметрического задания цилиндрической
поверхности в виде
,
легко получить функцию проецирования
для координат текстуры. Произвольная
точка поверхности цилиндра радиуса r
и высоты h
задается следующим образом:
,
где
,
.
Функция проецирования (отображения) текстуры в этом случае выглядит так:
где
Если производится детализация фактурой, поверхность «становится шероховатой».
Реальную форму неровностей можно моделировать путем внесения возмущения в нормаль к поверхности до ее использования в модели закраски.
Другой способ – использование фрактальных поверхностей:
Выше
показан пример разбиения четырехугольника
(закрашенного) на 4 четырехугольника
меньшего размера. Пять точек
определяются с использованием случайной
функции.
Таким образом, из начальной аппроксимации получается в 4 раза больше более мелких многоугольников. Затем производится удаление скрытых поверхностей и применяется нужная модель закраски.
10. Цвет в компьютерной графике
Цвет предмета зависит не только от самого предмета, но и от источника света и системы человеческого видения. В общем случае, цвет предмета обусловлен следующими факторами:
его окраской;
свойствами его поверхности;
оптическими свойствами источников света и среды, через которую свет распространяется;
свойствами зрительных анализаторов человеческого мозга и особенностями психофизиологических процессов обработки зрительных впечатлений в мозговых центрах.
Одни предметы отражают свет (стена, бумага), а другие его пропускают (целлофан, стекло). Если поверхность, которая отражает только синий свет, освещать красным, она будет казаться черной. Или если источник зеленого света рассматривать через стекло, пропускающее только красный свет, то он также будет казаться черным. Восприятие цвета может меняться в зависимости от психофизиологического состояния наблюдателя, например, усиливаться в опасных ситуациях, уменьшаться при усталости и т.д.
Цвет источника или предмета:
Ахроматический, если наблюдаемый свет содержит все видимые длины волн в приблизительно равных количествах.
Хроматический, если воспринимаемый свет содержит длины волн в произвольных неравных количествах.
Монохроматический, если свет состоит из излучения с одной длиной волны.