一、总体回顾

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二、问题

下图中左图：每一个正方体颜色相同，看起来不真实。需要shading。

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三、着色 Shading

shading：引入明暗不同、引入颜色不同。
shading在图像学上定义：对不同物体应用不同材质。

四、着色模型: Blinn-Phong Reflectance Model

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把上图中的三部分分别都分析表示出来，就可以表示图中杯子的材质。

1、定义

观测方向、光照方向、法线都是单位向量。

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2、漫反射

2.1、漫反射定义

漫反射：光线打到物体表面某一个点，光线会被均匀的反射到不同的方向。

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当物体表面与光照方向有一定夹角时：得到的明暗是不同的。
下图中间图，只接收到3根光线，也就会暗一些。
光照方向和法线的夹角，决定了物体表面的明暗。

2.2、朗伯余弦定律（光线接收能量）

朗伯余弦定律：cosθ = l · n 接收到的能量和光线方向与法线方向的夹角余弦是成正比的。

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2.3、光线到达能量

光线在传播的过程中，考虑单位面积在任何一个位置上所能到达到的能量 是和 光线传播的距离成平方反比。

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2.4、漫反射数学表示

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漫反射结果与观测反响无关。因为漫反射向四周反射信息一样。

2.5、可视化

漫反射系数的变化：值越大，越接近全部反射，也就越亮。

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3、高光（镜面反射）

3.1、高光定义

当观测方向与镜面反射方向接近时，可以看到高光。

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3.2、高光数学表示

为了判断是否能看到高光，只需要判断法线方向和半程向量是否接近。使用点乘可以得出两个向量是否接近。

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指数p：向量之间的夹角余弦确实能够体现两方向是否足够接近，但容忍度太高。

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在Blinn-Phong模型中，指数p通常为100-200

3.3、可视化

镜面反射系数，表示亮度。
p越大，看到越小的高光。

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4、间接光照（环境光照）

假设四面八方光相同，得出间接光照数学表示：

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通过环境光照的数学表示得出：
1、环境光跟直接光照方向无关。
2、环境光跟观测方向无关。
3、环境光跟法线无关。
通过以上分析，可以得出，环境光其实是一个常数。就是某一种颜色（常数颜色）。
环境光作用：保证没有地方全部是黑色。

5、Blinn-Phong Reflectance Model

环境光项是一个常数颜色。
漫反射项与光照和法线反响有关，在光照和法线方向不垂直的时候，会减小。
高光项，只有在很小的地方会产生高光项。

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五、着色局限性

着色不考虑其他点的存在，只考虑着色点。
着色具有局部性，可以看到明暗变化，但是看不到阴影。

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怎么处理阴影？