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各種光照模型參考  

2009-05-04 19:09:04|  分类: CG转文 |  标签: |举报 |字号 订阅

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光照模型是渲染的基礎,各種不同的光照模型可以表現各種不同的表面屬性。1986年,Immel曾嘗試給出可以統一各種光照模型的“系 統方程”,但由於運算量出奇龐大,以至現在的超級電腦求解也比較困難,所以沒有得到實際的應用。
  各種光照模型的以流傳是因為至今視覺工業還是基於經驗而不是物理定律,所以Lambert、Blinn、Phong、Cook-Torrance、Strauss、 Anisotropic等經驗模型今天還可以生存而不至於被Radiosity和Raytrace等物理模型代替。(Radiosity和Raytrace都有自己的光照定律, 在max、mr、fr、br中還可以和以上經驗模型混用是因為他們還有很強的生命力)

  Lambert:一個絕對經典的經驗模型,基於漫反射面的光照基礎。它只是簡單地計算出I=k*Il*cos(x),可以看到影響它的因素只有漫反射 係數k和物體法線同光線的點積,所以它特別容易表現紙張、牆壁、木頭等表面粗糙而沒有高光的物體。(Max卻把它的改良版本稱為Metal ……)

  Phong: 更經典的經驗模型,它加入了高光係數,可以渲染出高光:I=Il*W(x)*cos(x)^n,可以看出在高光控制上用了冪(就是法線與 光線的點積的n次方),所以高光的邊緣比較平滑。Max中的Specular level就是冪的數值,而在maya中就表示為cos power,可以說max的說明比較感性,maya的說明比較理性。

  Blinn:  著名的圖形學家Blinn提出的經驗與定律相結合的經典光照模型(因為公式十分複雜,所以不作討論,想仔細瞭解的請和我聯繫),它使用了 “雙向反射率”(請別問我是什麼,我到現在還搞不清楚這玩意兒到底是什麼……)和微平面法線,使高光邊緣有一層比較尖銳的區域, 很接近現實中的塑膠、金屬等表面光滑而又並非絕對光滑的物體實際反射情況。當Blinn的rough值取一定的值(到底是多少要視各個系統確 定)時,可以退化成Phong;而當高光係數為0時,可以退化成Lambert。所以Blinn是最實用的光照模型。

  Cook-Torrance:用Max和Maya的朋友比較陌生,用XSI的朋友就很熟悉,但是否覺得比較難控制呢?這是一個更接近物理定律的光照模型, 它的所有計算方式和Blinn一樣,但只是高光部分用了光譜計算。這在自然界的一些金屬中可以看到高光的異常變化狀況,但其實它並不使用, 而且光譜計算要額外的運算,所以在Max和Maya中沒有引入。

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