考虑两件事情:

  • 发出光线的光源的类型。
  • 物体表面如何反射光线。

光源类型:

  • 平行光

指定一个方向,指定一个颜色

  • 点光源光

指定光源的位置和颜色,光线的方向将根据点光源的位置和被照射之处的位置计算出来

  • 环境光

环境光(间接光)是指经过光源(平行光,点光源光)发出后,被墙壁等物体多次反射,然后照到物体表面上的光。环境光从各个角度照射物体,其强度上一致的,比如说,在夜里打开冰箱的门,整个厨房都会有些微微亮,这就是环境光的作用,环境光不用指定位置和方向,只需指定颜色即可

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物体表面如何反射光线:

物体向哪个方向反射光,反射的光是什么颜色,取决于以下两个因素:

  • 入射光

入射光的方向和颜色

  • 物体表面信息

    1、物体表面的固有颜色(也称基底色)
    2、反射特性

物体表面反射光线的方式有两种:

  • 漫反射
  • 环境反射

漫反射光颜色 = 入射光颜色 表面基底色 cos θ
环境反射光颜色 = 入射光颜色 * 表面基底色
表面的反射光颜色 = 漫反射光颜色 + 环境反射光颜色
注意:两种反射光并不一定总是存在,也并不一定要完全按照上述公式来计算。如渲染三维模型时,你可以修改这些公式以达到想要的效果。

实际上,环境光是各种光被各种表面多次反射后形成的。我们认为环境光是“均匀”照射到物体表面上的,因为没有必要去精准计算环境光的产生过程

法线(normal line),是指始终垂直于某平面的直线。在几何学中,法线指平面上垂直于曲线在某点的切线的一条线。法线也应用于光学的平面镜反射上。 在物理学中,过入射点垂直于镜面的直线叫做法线。

漫反射:

漫反射是针对平行光和点光源光而言的。漫反射的反射光在各个方向上是均匀的,如果物体表面像镜子一样光滑,那么光线就会以特定的角度反射出去,但是现实中的大部分材质,比如纸张,岩石,塑料等,其表面都是粗糙的,在这种情况下,反射光就会以不固定的角度反射出去,漫反射就是根据后一种情况而建立的理想反射模型。

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环境反射:

环境反射是针对环境光而言的。在环境反射中,反射光的方向就是入射光的反方向。由于环境光照射物体的方式就是各方向均匀、强度相等的,所以反射光也是各方向均匀的。
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