Rj - cos9,
6.3. Модель отражения Фонга где знаком ~ обозначается пропорциональность, а 9 - это угол между нормалью п к поверхности в анализируемой точке и направлением на источник света 1. Если I и п являются единичными векторами1, то С059 = I п.
Введем в рассмотрение коэффициент пропорциональности кл, который определяет, какая часть падающего на поверхность света отражается, и получим соотношение для составляющей диффузного отражения в общем отраженном световом потоке:
1Л = Ц1 п) Ц.
В это соотношение можно ввести и множитель, зависящий от расстояния, который позволит учесть ослабление светового потока по мере удаления источника от анализируемой точки поверхности. Мы будем использовать множитель, имеющий в знаменателе квадратный трехчлен от расстояния а1:
6.3.3. Зеркальное отражение Включив в модель только фоновое освещение и диффузное отражение, мы получим изображение, на котором уже будут видны тени и, таким образом, передана трехмерная форма объектов, но все поверхности будут выглядеть матовыми, как будто на них лежит слой пудры. Ни на одном объекте вы не увидите яркого пятна, которое в природе бывает на блестящих поверхностях. Обычно такое яркое пятно на объекте имеет цвет, отличный от того, который порождается фоновым светом или диффузным отражением. Например, на поверхности красного шара, освещенного источником белого света, вы увидите яркое белое пятно, которое появилось в результате зеркального отражения части светового потока источника от поверхности шара в сторону наблюдателя (рис. 6.17).
Векторы направлений, подобные I и п, широко используются в операциях вычисления скалярного произведения при тонировании сцен в компьютерной графике. В программах, реализующих соответствующие алгоритмы, следует как можно раньше нормализовать эти векторы, что позволит избежать возможных ошибок.
Закрашивание
Рис. 6.17. Пятно, появившееся в результате зеркального отражения В то время как диффузное отражение свойственно шероховатым поверхностям, зеркальное отражение появляется на гладких поверхностях. Чем более гладкой является поверхность, тем больше она напоминает по своим оптическим свойствам зеркало. На рис. 6.18 показано, почему по мере сглаживания поверхности все большая часть отраженного от нее светового потока концентрируется в определенном направлении, т.е. разброс углов отражения от различных точек поверхности все более сужается. Точное моделирование явления зеркального отражения - задача не простая, поскольку рассеивание света носит несимметричный характер и зависит от длины волны падающего света, а также меняется при изменении луча отражения.