本节设计内容:

  1. 遮挡
    深度缓冲(Z-buffering)
  2. 着色
    光照与着色
    图形管线着色

深度缓存

深度缓存需要做两件事:
1、渲染图形(只渲染深度最小的像素)
2、记录深度最小的像素的深度

左边时渲染图形,右边是记录深度最小的像素的深度信息
在这里插入图片描述
渲染过程:
在这里插入图片描述
R表示无穷大,当没有渲染图形时像素的深度信息为无穷大。
在这里插入图片描述

着色

有关着色的一些定义
对于一个非平面的表面,只要面积足够小,我们就认为是一个平面。

观测方向:从着色点出发到摄像机
光照方向:从着色点到发光点
法线:垂直于平面的线
在这里插入图片描述
着色不考虑光线是否被物体遮挡,只考虑物体被光照到之后应该是一个什么样子(着色考虑物体的明暗变化)。也就是说着色不会去渲染物体的影子。
在这里插入图片描述

漫反射

物体的不同朝向会造成接受到的光线不同

计算有多少光会被接收:
当物体表面与光照垂直时接收到了所有的光,旋转60°后只能接收一半的光,可以发现:光照强度和法线与光照方向夹角的余弦成正比。即光照强度=cos θ= l 点乘 n
(l和n是单位向量)
在这里插入图片描述

接下来计算有多少光会传播到反射点
在这里插入图片描述
4πl=4πr2*I
解得:I=I/r2 (右边得l为未知数)
这样我们就知道了某一点的光照强度和它能接收的光,接下俩就可以计算漫反射了

满发射计算公式:
在这里插入图片描述

  • 这里有max(0,n点乘l)是因为当n点乘l为负数时,代表有一个光线从下面达到了该点,这种情况下不予考虑,所以这种情况下接收光的数量为0
  • 对于某一个点,自身是带有颜色的,也就是是说这个点它本身会吸收一部分光线,kd代表这个点的反射率,当kd为1时就是将全部的光都反射出去,为0时就是吸收全部的光。
  • 满发射打到一个点上,能量会被均匀的反射到周围,就意味着无论从哪里观测它能量都是一样的,满发射和观测方向(v)没有关系

在这里插入图片描述
一束光线照射到某个点,光会被均匀地反射到各个方向。

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