第十一章 真实感图形技术

1,简单光照明模型

2,多边形绘制方法

3,透明

4,整体观照明模型

5,光线跟踪算法

第十章 真实感图形绘制

光照模型 (Illumination Model):计算某

一点的光强度的模型

11.1 真实感图形的 特点

? 能反映物体表面颜色和亮度的细微变化

? 能表现物体表面的质感

? 能通过光照下的物体阴影，极大地改善场景的

深度感和层次感，充分体现物体间的相互遮挡

关系

? 能模拟透明物体的透明效果和镜面物体的镜面

效果

影响观察者看到的表面颜色的因素

① 物体的几何形状

②光源 位置、距离、颜色、数量、强度、种类

③环境 遮挡关系、光的反射与折射, 阴影

④视点位置

⑤物性 材料、颜色、透明度 折射性

⑥表面光洁度

光源

① 几何性质

– 点光源

– 线光源

– 面光源

② 光谱组成

– 白色光等能量的各种波长可见光的组合

– 彩色光

– 单色光

11.2 真实感图形学早期发展

? 1967年,Wylie等人第一次在显示物体时

加进光照效果，认为光强与距离成反比。

? 1970年,Bouknight提出第一个光反射模

型,Lambert漫反射＋环境光

? 1971年,Gouraud提出漫反射模型加插值

的思想

? 1975年,Phong提出图形学中第一个有影

响的光照明模型

相关物理知识

? 光的传播

– 反射定律：入射角等于反射角，而且反射光

线、入射光线与法向量在同一平面上

光源 法向量

入射光 反射光

视线

折射定律

– 折射定律：折射线在入射线与法线构成的平

面上，折射角与入射角满足

入射光

折射光

?

?

2

?

1

?

1

2

s in

s in

??

???

能量关系

– 在光的反射和折射现象中的能量分布：

– 下标为 i,d,s,t,v的能量项分别表示 为入射光强，

漫反射光强，镜面反射光强，透射光强，吸

收光强

– 能量是守恒的

i d s t vI I I I I? ? ? ?

11.3 简单光照明模型

模拟物体表面的光照明物理现象的数学

模型－光照明模型

简单光照明模型 亦称局部光照明模型，

其假定物体是不透明的，只考虑光源的

直接照射，而将光在物体之间的传播效

果笼统地模拟为环境光。

可以处理物体之间光照的相互作用的模

型称为整体光照明模型

简单光照明模型

光照射到物体表面，主要发生：

反射

透射(对透明物体)

部分被吸收成热能

反射光，透射光决定了物体所呈现的颜

色

简单光照明模型 -环境光

假定物体是不透明的(即无透射光)

? 环境光,在空间中近似均匀分布，即在任何位置、

任何方向上强度一样,记为 Ia

? 环境光反射系数 Ka,在分布均匀的环境光照射

下，不同物体表面所呈现的亮度未必相同，因为它们

的环境光反射系数不同。

? 光照明方程(仅含环境光),Ie = KaIa

Ie为物体表面所呈现的亮度。

简单光照明模型 - 环境光例子

? 具有不同环境光反射系数的两个球

0.1?aI

4.0?aK 8.0?

aK

简单光照明模型 -环境光

? 缺点：虽然不同的物体具有不同的亮度，

但是同一物体的表面的亮度是一个恒定

的值，没有明暗的自然过度。

简单光照明模型

? 考虑引入点光源。

? 点光源：几何形状为一个点，位于空间中的某

个位置，向周围所有的方向上辐射等强度的光。

记其亮度为 Ip

? 点光源的照射,在物体的不同部分其亮度也不

同，亮度的大小依赖于物体的朝向及它与点光源之间

的距离,

简单光照明模型,-漫反射 角度

余弦的推导

? 漫反射

– 粗糙、无光泽物体(如粉笔)表面对光的反射

– 光照明方程

? 漫反射的亮度

? 点光源的亮度

? 漫反射系数

? 入射角

漫反射光的强度

只与入射角有关

]2,0[c o s ??? ?? dpd KII

pI

dK

?

dI

简单光照明模型 -漫反射

? 将环境光与漫反射结合起来

一般取 Ia= (0.02~0.2)Id

? 例子

)( NLKIKIIII dpaade ?????

简单光照明模型 -漫反射

缺点：对于许多物体，使用上式计算其反

射光是可行的，但对于大多数的物体，

如擦亮的金属、光滑的塑料等是不适用

的，原因是这些物体还会产生镜面发射。

简单光照明模型 -镜面反射

? 镜面反射

– 光滑物体(如金属或塑料)表面对光的反射

? 高光

– 入射光在光滑物体表面形成的特别亮的区域

简单光照明模型 -镜面反射

? 理想镜面反射

? 观察者只能在反射方向上才能看到反射

光，偏离了该方向则看不到任何光。

简单光照明模型 -镜面反射

? 非理想镜面反射

? P为物体表面上一点,L为从 P指向光源的单位

矢量,N为单位法矢量,R为反射单位矢量,V

为从 P指向视点的单位矢量

光滑平面

I = Ip K scosna

镜面

简单光照明模型 -镜面反射

? 镜面反射

? Is为 镜面反射光强。 点光源的亮度

– Ks是与物体有关的镜面反射系数。 n为 镜面反射指数,n越

大，则 Is随 a的增大衰减的越快。

– n的取值与表面粗糙程度有关。

– n越大，表面越平滑(散射现象少，稍一偏离，明

暗亮度急剧下降)

– n越小，表面越毛糙(散射现象严重)

ansps KII c o s? nsps RVKII )( ??

或

pI

简单光照明模型 -镜面反射

– 反射方向计算

– L在 N上的投影矢量为 Ncosu，则 S+L= Ncosu

记矢量 S= Ncosu -L

则有 R= Ncosu +S

? ? LLNNLNR ????? 2c o s2 ?

N

R

L V

??

S S

简单光照明模型 -Phong光照明模型

? 简单光照明模型模拟物体表面对光的反

射作用,光源为点光源

? 反射作用分为

– 物体间作用用环境光 (Ambient Light)

– 漫反射 (Diffuse Reflection)

– 镜面反射 (Specular Reflection)

简单光照明模型 -Phong光照明模型

? Phong光照明模型的综合表述：由物体表

面上一点 P反射到视点的光强 I为环境光

的反射光强 Ie、理想漫反射光强 Id、和镜

面反射光 Is的总和。

])()([ nsdpaa

sde

RVKNLKIKI

IIII

?????

???

简单光照明模型 -Phong光照明模

型的实现

? 对物体表面上的每个点 P，均需计算光线

的反射方向。为了减少计算量，假设：

– 光源在无穷远处,L为常向量

– 视点在无穷远处,V为常向量

– ( H?N)近似( R?V),H为 L与 V的平分向量

N HL R

a

Vb

H----L和 V的角平分线

? 对所有的点总共

只需计算一次 H的

值，节省了计算

时间

简单光照明模型 -Phong光照明模型

? Phong模型几何

P

L N H

R

V

简单光照明模型 -光的衰减

? 光的衰减

两个阶段：

1)从光源到物体表面的过程中的衰减

2)从物体表面到人眼过程中的衰减

总的效果：物体表面的亮度降低

? 光照明方程

1)有效衰减函数的加入

2)深度暗示技术的加入

简单光照明模型 -光的衰减

? 光的衰减

– 光在光源到物体表面过程中的衰减

– 光强按 1/d2 进行衰减：

缺点：当 d很大时，变化很小；当 d很小时，变

化很大。

? 衰减函数

? 光照明方程

)1,1m i n ()( 2

210 dcdcc

df ???

])()([)( nsdpaa RVKNLKIdfKII ?????

简单光照明模型 -光的衰减

– 光在物体表面到人眼过程中的衰减

? 深度暗示( Depth Cueing)技术：最初用于线框

图形的显示，使距离远的点比近的点暗一些。经

过改进，这种技术同样适用于真实感图形显示。

? 设前参考面 Z=Zf，后参考面 Z=Zb；其比例因子

分别为 Sf和 Sb( Sf和 Sb e[0,1])。给定物体上一

点的深度值 Z0，该点对

应的比例因子 S0按如下

方式确定

前参考面

后参考面

简单光照明模型 -光的衰减

? 当 Z0 >Zf时，取 S0=Sf

? 当 Z0

? 当 Z0e [Zb,Zf]时，取

? 原亮度 I按比例 S0与融和亮度 Idc混合，目

的是获得最终用于显示的亮度 I’, Idc由

用户指定，

)( 00 b

bf

bf

b ZZZZ

SSSS ?

?

???

dcISISI )1( 00 ????

简单光照明模型 -光的衰减

? 特例：

? 取 Sf=1,Sb=0,Idc=0，则当物体位于参考面

之前时,S0= Sf= 1,I’ =I，即亮度没有

被衰减。当物体位于后参考面之后时，

S0 = Sb =0,I’ =Idc=0，即亮度衰减为 0。

而当 Z0e [Zb,Zf]时,I’ =S0I，亮度被部分

衰减。由此可以产生较好的效果。

dcISISI )1( 00 ????

简单光照明模型 -彩色场景的产生

? 产生彩色

– 选择合适的颜色模型 ----RGB模型

– 为颜色模型中的每一种基色建立光照明方程

?

?

?

?

?

?????

?????

?????

])()([)(

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n

sBdBpBaBaBB

n

sGdGpGaGaGG

n

sRdRpRaRaRR

RVKNLKIdfKII

RVKNLKIdfKII

RVKNLKIdfKII

简单光照明模型 -彩色场景的产生

– 系数分解

? 上述各等式中，右端的矢量用来控制表面的基本

颜色，当选定了物体表面的颜色之后，它们就固

定不变了。用户通过调节 Ka,Kd,Ks来改变表

面的反射率。

?

?

?

?

?

?

?

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dB

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K

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sG

sR

s

sB

sG

sR

C

C

C

K

K

K

K

简单光照明模型 -彩色场景的产生

– 新的光照明方程

– 统一表示

?

?

?

?

?

?????

?????

?????

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n

sBsdBdpBaBdBaB

n

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n

sRsdRdpRaRdRaR

RVCKNLCKIdfICKI

RVCKNLCKIdfICKI

RVCKNLCKIdfICKI

])()([)( nssddpada RVCKNLCKIdfICKI ????? ??????

BGR,,??

简单光照明模型 -多个光源

? 采用多个光源

– 采用 m个光源的光照明方程

?

?

???

??

m

i

n

issiddpi

ada

RVCKNLCKIdf

ICKI

i

1

])()([)( ???

???

简单光照明模型 -多个光源

– 例子：其中 a图：线框图 b图：环境光

c图：增加漫反射 d图：增加镜面反射

e图：增加光的衰减 f图：两个点光源

Phong光照明模型的 不足

? Phong光照明模型是真实感图形学中提出

的第一个有影响的光照明模型

? 经验模型,Phong模型存在不足：

– 显示出的物体象塑料，无质感变化

– 没有考虑物体间相互反射光

– 镜面反射颜色与材质无关

– 镜面反射大入射角失真现象

11.4 多边形绘制方法

? 分类,均匀着色与光滑着色

? 均匀着色

方法：任取多边形上一点，利用光照明方

程计算出它的颜色，用这个颜色填充整

个多边形

适用场合,1)光源在无穷远处；

2)视点在无穷远处；

3)多边形是物体表面的精确表示；

多边形绘制方法

? 缺点：产生的图形效果不好。

? 如左图：相邻两个多边形的法向

不同，计算出来的颜色也不同，

因此造成整个物体表面的颜色过

渡不光滑。

? 如何解决？

? 光滑着色，亦称插值着色

Gouraud着色方法

Phong着色方法

Gouraud着色方法

? Gouraud于 1971年提出，又被称 Gouraud

明暗处理

? 基本思想：在每个多边形顶点处计算颜

色，然后在各个多边形内部进行线性插

值，得到多边形内部各点颜色。即它是

一种 颜色插值着色方法。

? 注意,Gouraud着色方法并不是孤立的处

理单个多边形，而是将构成一个物体表

面的所有多边形(多边形网格)作为一

个整体来处理。

Gourand 着色方法

? 对多边形网格中的每一个多边形，

Gourand 着色处理分为如下四个步骤：

– 步骤

1、计算多边形的单位法矢量

2、计算多边形顶点的单位法矢量

? 与某个顶点相邻的所有多边形的法向平

均值近似作为该顶点的近似法向量

? 计算出的平均法向一般与该多边形物体

近似曲面的切平面比较接近

Gouraud着色方法 -顶点法向计算

?

?

?

??

n

i

n

i

i

v

Ni

N

N

1

1

Gourand 着色方法

3、利用光照明方程计算顶点光强(颜色)

4、对多边形顶点光强(颜色)进行双线性

插值，获得多边形内部各点的光强(颜色)

Gourand 着色方法 -光强插值

? 双线性光强插值：假设待绘制的三角形投影为

P1P2P3,Pi的坐标为 (xi,yi),i=1,2,3；一条扫描

线与三角形的两条边分别交于 A(xA,yA),B(xB,yB)

两点。 P(x,y)是 AB上的一点。 A点的颜色 IA由 P1、

P2点的颜色 I1,I2线性插值得到

B

AB

A

A

AB

B

P

BB

B

AA

A

I

xx

xx

I

xx

xx

I

I

yy

yy

I

yy

yy

I

I

yy

yy

I

yy

yy

I

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

3

31

1

1

31

3

2

21

1

1

21

2

Gourand 着色方法 -增量算法

? 采用增量算法可以加速计算。

? 1)当扫描线 y递增一个单位变为 y+1时，

IA,IB的增量分别为 DIA, DIB，即

31

31

21

21

,1,,1,

yy

II

I

yy

II

I

IIIIII

BA

ByByBAyAyA

?

?

?D

?

?

?D

D??D?? ??

其中：

Gourand 着色方法 -增量算法

? 2)当 x递增一个单位时,IP的增量为 DIP即

AB

AB

P

PxPxP

xx

II

I

III

?

?

?D

D??

?

其中：

,1,

Gourand 着色方法

? 优点,能有效的显示漫反射曲面，计算量小

? 缺点：

? 1、高光有时会异常

? 2、当对曲面采用不同的多边形进行分割时会产生不同

的效果。

? 3,Gouraud明暗处理会造成表面上出现过亮或过暗的

条纹，称为马赫带( Mach_band)效应

? 改进－ Phong提出双线性法向插值，以时间为代价，解

决高光问题

Phong着色方法

? 基本思想：通过对多边形顶点的法矢量进

行插值，获得其内部各点的法矢量，又称

为法向插值着色方法。

– 步骤

1、计算多边形单位法矢量

2、计算多边形顶点单位法矢量

3、对多边形顶点法矢量进行双线性插值，获

得内部各点的法矢量

4、利用光照明方程计算多边形内部各点颜色

Phong着色方法 -法向插值

NA由 N1,N2线性插值得到：

B

AB

A

A

AB

B

P

BB

B

AA

A

N

xx

xx

N

xx

xx

N

N

yy

yy

N

yy

yy

N

N

yy

yy

N

yy

yy

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?

?

3

31

1

1

31

3

2

21

1

1

21

2

Phong着色方法 -增量算法

? 采用增量算法可以加速计算。

? 1)当扫描线 y递增一个单位变为 y+1时，

NA,NB的增量分别为 DNA, DNB，即

31

31

21

21

,1,,1,

yy

NN

N

yy

NN

N

NNNNNN

BA

ByByBAyAyA

?

?

?D

?

?

?D

D??D?? ??

Phong着色方法 -增量算法

? 2)当 x递增一个单位时,IP的增量为 DIP即

AB

AB

P

PxPxP

xx

NN

N

NNN

?

?

?D

D??

?

其中：

,1,

Phong着色方法

优点：

Phong着色方法绘制的图形比 Gouraud方法更

真实，体现在两个方面：高光区域的扩散，产

生正确的高光区域

缺点：

1,Phong着色方法计算量远大于 Gouraud着

色方法

2、在处理某些多边形分割的曲面时,Phong

算法还不如 Gouraud算法好。

增量式模型示例

? 牛的三角网格模型

? 用简单光照明模型显示

? 用增量式光照明模型显示

插值多边形绘制方法

? 着色方法存在的问题

– 不光滑的物体轮廓：物体边缘轮廓是折线段

而非光滑曲线

插值着色多边形绘制方法

– 透视变形

– 方向依赖性

插值着色多边形绘制方法

– 公共顶点处颜色不连续

– 顶点方向不具有代表性

11.5 透明

? 现实世界中有许多透明物体，如玻璃等。

透过透明物体，可以观察到其后面的景

物。如何模拟这种透明效果呢？

? 模拟透明的最简单的方法是忽略光线在

穿过透明体时所发生的折射。虽然这种

模拟方法产生的结果不真实，但在许多

场合往往非常有用。例如：我们有时希

望能够看到透过某透明物体观察其后面

的景物，而又不希望景物应为折射而发

生变形。

透明效果的简单模拟

? 不考虑透明体对光的折射以及透明物体

本身的厚度

? 光通过物体表面不改变方向

? 产生简单透明效果的方法

插值透明方法

过滤透明方法

),( yx

a

I

b

I

透明体

不透明体

简单透明 -插值透明

? 假设：多边形 1是透明的，它

位于观察者与不透明的多边形

2之间。像素的颜色 I?由 A,B

两点的颜色 I?1和 I?2插值产生，

即

? 其中 Kt1是多边形 1的透射系数。

? Kt1范围( 0,1)

? Kt1 =0表示多边形完全不透明，

所以 I? = I?1

? Kt1 =1表示多边形完全透明，

所以 I? = I?2

21 11 )1( ??? IKIKI tt ???

简单透明 -插值透明

? 为了产生逼真的效果，

通常只对两个多边形表

面颜色的环境光分量和

漫反射分量采用

?

? 进行计算，得到的结果

再加上多边形 1的镜面反

射分量作为像素的颜色

值。

21 11 )1( ??? IKIKI tt ???

简单透明 -过滤透明

? 过滤透明方法将透明物体看

作一个过滤器，有选择的允

许某些光透过而屏蔽了其余

的光。对右图有：

? 其中 Kt1仍是多边形 1的透射系

数，但不再局限于 (0~1)。 Kt1

越大，多边形 2的颜色透过来

的越多。 Ct?对不同的颜色各

不相同。 Ct? =0表示某种颜色

的光不能透过多边形 1。

21 1 ???? ICKII tt??

简单透明

? 无论采用插值透明方法还是采用过滤透

明方法，当多边形 1之前还有其它的透明

多边形时,I?都要递归计算。

? 简单透明比较容易结合到多边形绘制算

法中。

考虑折射的透明

? 折射定律

? 其中,?i, ?t分别是入射

光线在空气，物体中的

折射率,?i, ?t分别是入

射角和折射角

i

t

t

i

?

?

?

? ?

s in

s in

考虑折射的透明 -透射矢量的计算

– 设单位入射光矢量为 I

(方向与光线的入射

方向相反)，单位法

矢量为 N，单位透射

光矢量为 T，则

INT

INM

M

IN

t

NMT

ti

i

t

i

i

ti

i

t

t

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????

?

?

??

??

)c o sc o s(

c o s

c o s

s i n

i

s i n

c o s

令

考虑折射的透明

? 当光线从高密度介质向低密度介质时，

?i>?t,即 ?t>?i。如果入射角不断增大，到

一定的程度，折射角 ?t?90度，此时透射

光线沿着平行于分界面的方向传播，称

此时的 ?i为临界角度，记为 ?c 。当 ?i > ?c

时，发生全反射，透射与反射光合二为

一。

? 如何产生带有折射的透明效果呢？

光透射模型的研究

? 早期简单透射现象的模拟

? 1980年,Whitted光透射模型，首次考虑

了光线的折射现象

? 1983年，在 Whitted的基础上,Hall光透

射模型，考虑了漫透射和规则透射光

11.6 整体光照明模型

简单光照模型(亦称局部光照模型)不考

虑周围环境对当前景物表面的光照明影

响,忽略了光在环境景物之间的传递,

很难表现自然界复杂场景的高质量真实

感图形。为了增加图形的真实感，必须

考虑环境的漫射、镜面反射和规则投射

对景物表面产生的整体照明效果。

整体光照明模型

? 物体表面入射光的构成

( 1)光源直接照射

( 2)其它物体的反射光

( 3)透射光

? 局部光照明模型仅考虑了( 1)

整体光照明模型

? 例如：从视点观察到的物体 A表

面的亮度来源于三方面的贡献：

( 1)光源直接照射到 A的表面，然

后被反射到人眼中的光产生的。

( 2)光源或其它物体的光经 A物体

折射到人眼中的光产生的。

( 3)物体 B的表面将光反射到物体

A的表面，再经物体 A的表面反

射到人眼中产生的。

? 局部光照明模型仅考虑了( 1)

Witted光照模型

? Whitted光照模型基于如下假设：

? 物体表面向视点方向 V辐射的光亮度 I?由三

部分组成：

( 1)光源直接照射引起的反射光亮度 Il?。

( 2)来自 V的镜面反射方向 R的其它物体反

射或折射来的光的亮度 Is?。

( 3)来自 V的透射方向 T的其它物体反射或

折射来的光的亮度 It?

Witted光照模型

? Witted光照模型,I?= Il? + Ks Is? + KtIt?

? 或

– Is?为镜面反射方向的入射光强度； Ks为镜面

反射系数，为 0～ 1之间的一个常数

– It?为折射方向光强,Kt为透射系数，是 0 ～

1之间的常数

– Il?的计算可采用 Phong模型

因此，关键是 Is和 It的计算。如何计算呢？

?????? tttsssl ICKICKII ???

Witted光照模型 -反射、折射方向计算

? 已知视线方向 V，求其反射方向 R与折射

方向 T( N是表面的法向方向 )

? 视线 V的反射方向 R

? 折射方向 T

N

V

R

L

T

i

?

i

?

t

?

i

?

t

?

VVNNR ??? )(2

INT ti

t

i

????

?

?

?

???

?

)c o sc o s(

令

光线跟踪算法的基本原理

? 自然界中光线的传播过程

光源 物体表面 物体表面

人眼

? 光线跟踪过程 ----光线传播的逆过程

光线跟踪算法的基本原理

? 从视点向每个 象素发出一

条光线，它与场景中的一

些物体表面相交，最近的

交点即为可见点，记为 P，

像素的亮度即由 P点的亮

度确定。由 Whitted光照

模型可知,P点的亮度由

三部分组成：其中 Il?可以

直接由局部光照模型计算

得到。

光线跟踪算法的基本原理

? 为了求 Is?和 It?，从 P点发出反射光线和透射光线，它分别交场

景中的物体表面于 Ps和 Pt,Ps和 Pt点的亮度即分别为 Is?和 It?,

将它们求出代入 Whitted模型即可。但是,Is?和 It?同样由

Whitted模型确定，即 Whitted模型是一个递归式，从而计算 Is?

和 It?需要重复以上的计算过程,计算局部光亮度、发出反射光

线与透射光线。。。可以用一棵光线树来表示

光线跟踪算法的基本原理

? 递归终止条件：

1、光线不与场景中的任何物体相交

2、被跟踪的光线达到了给定的层次

3、由于 Ks和 Kt都小于 0，当光线经过反射

和折射后，其亮度会衰减。因此可以预

先设置一个阈值，在进行光线跟踪时，

若被跟踪光线对像素亮度的贡献小于这

个阈值，便停止跟踪。

光线跟踪算法 -算法描述

设置视点，投影平面以及窗口的参数；

For (窗口内的每一条扫描线)

for (扫描线上的每一个像素)

{ 确定从视点指向像素中心的光线 ray；

像素的颜色 =RayTracing(ray,1)；

}

光线跟踪算法描述Color RayTracing(Ray ray,int depth)

{ 求 ray与物体表面最近的交点 P；

if (有交点)

{ 用局部光照明模型计算 P点的 Ic；

color = Ic;

if ( depth

{ 计算 ray的反射光线；

Is=RayTracing(反射光线,depth+1)；

if (物体是透明的)

{ 计算 ray的透射光线；

It=RayTracing(透射光线,depth+1);

}

color = Ic + Is + It ;

}

} else color = black；

return color ;

}

光线跟踪算法

根据光线跟踪基本原理，假设在显示分辨率为

N× M的屏幕上生成图形，必须从视点出发通过

屏幕向景物发射 N× M条光线。设每根光线在场

景中经过反射和折射平均派生出 d根光线，并

设每一景物交点朝光源发射 m 条阴影探测光线，

则总的光线数增加至 (m+1)dNM。当 m为 2,d为 5，

N为 800,M为 600时，其光线数目是 720万条。

这意味着需进行 720万次直线与景物的求交计

算才能完成图形的绘制。庞大的求交量使图形

绘制耗费大大增加。生成一幅中等复杂程度的

真实感图形需要数分钟至数小时。

光线跟踪算法

优点：

能够方便的产生阴影，模拟镜面反射与

折射现象。

缺点：

计算量大，每一条光线都要与场景中的

物体进行求交、计算光照模型等。