TeaPot 用webgl画茶壶(2) Phong Shading

标签：length   rom   identity   没有   ice   from   tco   大小   角度   

在Fragment Shader里应用Phong Shading使得茶壶更逼真。即使是单一颜色的茶壶，只要光源的位置变化，或眼睛的位置变化，看到的茶壶的各个部分的颜色明暗是不一定一样的。所谓Phong Shading就是Phong这个人提出的一种决定每个像素颜色的方法。

总的来说，我们希望看到怎样的茶壶？我们希望它跟真的一样，有光照着它，所以照到的地方亮，照不到的地方暗，迎着光的地方还有高亮反射光。

点e看到点p有颜色，是因为有光子从p跑到了e。点p有光子，除非p是光源，不然光子肯定是从别的地方跑来。这个别的地方之一，就是光源，有光源照着p。但是，如果没有光源的直射，比如拉上窗帘的房间里，还是可以看到p，因为p点周围无数个点（茶壶上其它部分，杯子，桌子等等）都往它发射着光子。这是别的地方之二，环境。

总结一下一个点p（不是光源），被在e点看到了,说明

1. 有光子从别的地方跑到了p。

　　两个可能的来处，一是光源，一是环境。

2.p点的光子又跑到了e

到达p的光子有三个可能，一是被吸收产生热量，二是打入内部又散射出来，三是直接从表面反射出去。被吸收的就不用考虑了，剩下的一部分散射，一部分反射，散射是指这一部分光子从p出来后往各个方向跑（当然还是沿着直线），有一个方向指向e，e会看到散射光。散射光往往代表p本来的颜色，反射光与p本来的颜色几乎无关，因为它没有进入p内部而是在p处改变了方向，它还是原来的光。因为环境给p的光子是从各个方向来的，不好分析它们的反射方向，数量又不大，所以一般认为从环境里到达p的光子全都散射出去了。

环境里到达p的光子强度是固定的，而且它到达茶壶其它p1，p2等等的光子强度一样。而同一个光源，给茶壶各个p，p1，p2的光子强度却不是固定的。这个强度的大小与入射角度有关。Lambertian表示可以用　　cos（p的法向量n与入射光的反方向向量l的夹角）*L的强度　　来代表光源L到达p的强度，也就是n=normalize（n），l=normalize（l），dot（n，l）*L的强度。dot（n，l）可能小于0，小于0代表光是从p背面照着它，所以没有光子跑到p，max（0， dot（n，l））*L的强度。

光源的反射部分的方向是可以算出的，是向量r。e-p与r的夹角越小，说明接收的反射的越多。也可以看，向量h与n的夹角，h=normalize（e-p+l）。

p点的颜色=环境光的强度与颜色*散射系数+光源强度与颜色*max（0， dot（n，l））*散射系数+光源强度与颜色*pow（dot（h，n），P）

散射系数与p本身颜色紧密相关。pow是为了快速缩小高亮大小，否则高亮不真。P是光滑系数。

pow（dot（h，n），P）是改良的Phong shading。Phong提出的是pow（max（0，dot（r，e-p）），P）。区别是当e-p与r是钝角时，改良后的Phong Shading依然会产生反射光。光滑的表面放大后依然粗糙，有面向各个方向的Microfacets。

http://opengl.datenwolf.net/gltut/html/Illumination/Tutorial%2011.html

            This browser do not support webgl.
        

TeaPot 用webgl画茶壶(2) Phong Shading

标签：length   rom   identity   没有   ice   from   tco   大小   角度   

原文地址：http://www.cnblogs.com/javascript3d/p/7183588.html