第十章光照物体的显示 人眼感觉到的物体真实感图形是一个既 有轮廓形状,在其表面上又有明暗与色彩的 统一体,这个印象与感觉是物体反射或发射 光线到达人眼所产生的结果。本章从众多因 素中找出影响亮度与色彩计算的主要因素, 并建立相应的数学模型,以解决光照物体的 真实感显示问题
第十章 光照物体的显示 人眼感觉到的物体真实感图形是一个既 有轮廓形状，在其表面上又有明暗与色彩的 统一体，这个印象与感觉是物体反射或发射 光线到达人眼所产生的结果。本章从众多因 素中找出影响亮度与色彩计算的主要因素， 并建立相应的数学模型，以解决光照物体的 真实感显示问题
S101光色模型 光源 本节纲要 二、颜色 三、颜色模型 ●四、颜色映射
§10.1 光色模型 ⚫ 一、光源 ⚫ 二、颜色 ⚫ 三、颜色模型 ⚫ 四、颜色映射 本 节 纲 要
光源 1、照射在物体表面上光源有如下两种基本来源 1.1、发射光源 能主动发射光线的物体,是光线的最原始来源, 如:照射灯、太阳等。 太 阳 1.2、被动的反射光源 它是发射光源的照射下,物体表面反射光线所产生的 光照。如:背景光照、月亮等。 月 亮
一、光源 1.1、发射光源 能主动发射光线的物体，是光线的最原始来源， 如：照射灯、太阳等。 1.2、被动的反射光源 它是发射光源的照射下，物体表面反射光线所产生的 光照。如：背景光照、月亮等。 1、照射在物体表面上光源有如下两种基本来源： 太 阳 月 亮
2、描述一个光源通常应指出光源各光谱组成、光源 的几何性质和光强分布三要素。对三要素的简述如以 下 21、光源的光谱组成一决定了发射光源发射光线的色彩(彩色光线)。 人所能看到可见光是一种电磁波信号,波长为400m-0m-109m) 之间,在改善观察的条件下,可达380m-780m。当光线中包含的各种波 长的能量相等时,该光线即呈现白光;如果光线中各波长的能量不同时则 呈现彩色光(简称色光)。现实中具有特定波长的光线(单色光)是很少 的,大多数光线都包含有多种波长的光。 22、光源的几何性质有两层含义:其一是指发射光源是点光源、线 光源、还是面光源。计算机生成图形一般都是假定在点光源照射条件下 生成的。对于线光源或面光源,一种模拟方法是在一条直线或者一个平 面上均匀放置足够数量的点光源。这种方法解决线光源与面光源计算量 非常大。其二是指光源发射的光线是平行光、还是非平行光、或类似于 舞台演出活动中使用的聚光光源(如图10-1所示)
2、描述一个光源通常应指出光源各光谱组成、光源 的几何性质和光强分布三要素。对三要素的简述如以 下： 2.1、光源的光谱组成—决定了发射光源发射光线的色彩（彩色光线）。 人所能看到可见光是一种电磁波信号，波长为400nm~700nm 之间，在改善观察的条件下，可达380nm~780nm。当光线中包含的各种波 长的能量相等时，该光线即呈现白光；如果光线中各波长的能量不同时则 呈现彩色光（简称色光）。现实中具有特定波长的光线（单色光）是很少 的，大多数光线都包含有多种波长的光。 ) 9 (1nm 10 m − = 2.2、光源的几何性质有两层含义：其一是指发射光源是点光源、线 光 源、还是面光源。计算机生成图形一般都是假定在点光源照射条件下 生 成 的。对于线光源或面光源，一种模拟方法是在一条直线或者一个平 面上均匀放置足够数量的点光源。这种方法解决线光源与面光源计算量 非常大。其二是指光源发射的光线是平行光、还是非平行光、或类似于 舞台演出活动中使用的聚光光源（如图10-1所示）
23、光源的强度分布:是指光线在 媒介空间传播途中,光线强度的变化情况。 e a 几乎所有的光线在媒介空间传播途中都会 有衰减,这种衰减规律为光强的减小正比 于物体与光源距离的平方。对于点光源, 其发射的光线不但具有方向性(产生透视 效果),而且光强的变化符合上述光强的 衰减规律。有公式10-1 图10聚光光源的照射范围示意图 1+c2·F+c3·F 其中I为光源的强度;为指定传播点处的光强; c2’c3为位置光源的衰减系数;r为光源L到传播点的距离 对于平行光,在有限范围内,其光强可认为是不变。如果 电光源到物体的距离远远大于物体本身的大小,则点光源可以 认为是一个平行光源,此时令q,2,3,则上式位置光源即 转化成为平行光源
2.3、光源的强度分布：是指光线在 媒介空间传播途中，光线强度的变化情况。 几乎所有的光线在媒介空间传播途中都会 有衰减，这种衰减规律为光强的减小正比 于物体与光源距离的平方。对于点光源， 其发射的光线不但具有方向性（产生透视 效果），而且光强的变化符合上述光强的 衰减规律。有公式10-1. α θ α 图10-1聚光光源的照射范围示意图 对于平行光，在有限范围内，其光强可认为是不变。如果 电光源到物体的距离远远大于物体本身的大小，则点光源可以 认为是一个平行光源，此时令 ， 则上式位置光源即 转化成为平行光源。 ， ， 为位置光源的衰减系数； 为光源 到传播点的距离 其中 为光源的强度；为指定传播点处的光强； L I 1 2 3 2 1 2 3 c c c r c c r c r I I l l + • + • = 1 2 c3 c ,c