Модель Вона (Warn model) позволяет имитировать студийные эффекты освещения с использованием наборов точечных излучателей с различными параметрами, моделирующими применяемые фотографами шторки, заслонки и прожекторное освещение. Прожекторное освещение реализуется с помощью рассмотренного ранее конуса света, а шторки и заслонки позволяют дополнительно корректировать освещение. Например, для каждого направления х, у и z можно задать две заслонки, что дополнительно ограничит путь излучаемого света. Данная имитация источника света реализуется в некоторых графических пакетах, а на рис. 10.6 иллюстрируются эффекты освещения, которых можно добиться с помощью модели Вона.
Рис. 10.7. Диффузное отражение от поверхности
Рис. 10.8. Зеркальное отражение, наложенное на векторы диффузного отражения
ЭФФЕКТЫ ОСВЕЩЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ
Модель освещения рассчитывает эффекты освещения для поверхности на основе различных оптических свойств, приписанных этой поверхности. Данные свойства включают степень прозрачности, коэффициенты отражения поверхности и различные параметры, относящиеся к ее текстуре.
При падении света на непрозрачную поверхность часть света отражается, а часть поглощается. Величина падающего света, отраженного поверхностью, зависит от типа материала. Блестящие материалы отражают большую часть падающего света, а матовые поверхности больше поглощают падающий свет, кроме того, при падении света на прозрачную поверхность некоторое количество падающего света также проходит через материал.
Грубые или зернистые поверхности рассеивают отраженный свет во всех направлениях. Данный рассеянный свет называется диффузным отражением. Очень шероховатые матовые поверхности дают преимущественно диффузное отражение, так что поверхность кажется одинаково яркой при любом угле наблюдения. Диффузное рассеяние света с поверхности иллюстрируется на рис. 10.7. То, что мы называем цветом объекта, - это как раз цвет диффузного отражения при освещении объекта белым светом, который является комбинацией всех цветов. Синий объект, например, отражает синий компонент белого света и поглощает все остальные цветовые компоненты. Если синий объект наблюдается в красном свете, он будет казаться черным, поскольку весь падающий свет поглощается.
Помимо диффузного рассеяния света некоторое количество отраженного света концентрируется в небольшом светлом участке, называемом точкой зеркального отражения или зайчиком. Данный эффект яркостного выделения более заметен на блестящих, чем на матовых (тусклых) поверхностях. Кроме того, зеркальное отражение можно наблюдать при взгляде на освещенную блестящую поверхность, такую как отполированный металл, яблоко, лоб человека, только под определенным углом. Концепция зеркального отражения иллюстрируется на рис. 10.8.
Рис. 10.9. Эффекты освещения поверхности вследствие объединения освещения от источников света с отражением от других поверхностей Другим моментом, который нужно рассмотреть при записи модели освещения, является фоновое, или общее, освещение сцены. Поверхность, на которую свет от источника не падает прямо, может все же быть видимой из-за отражения света от близлежащих освещенных объектов. Следовательно, общее освещение сцены - это эффект освещения, порожденный светом, отраженным от различных поверхностей сцены. Данный эффект фонового освещения иллюстрируется на рис. 10.9. Общий свет, отраженный от поверхности, - это сумма вкладов от всех источников света и света, отраженного другими освещенными объектами.