计算机图形学 补 光线跟踪

局部光照明模型— 仅考虑对直接光的反射和折射的光照模型。
整体光照明模型－ 不仅考虑对直接光的反射和折射，还考虑对间接光的反射和折射（即考虑物体之间光照的相互作用）的模型。
整体光照明模型处理方法：光线跟踪算法，辐射度方法。

 

光传播的物理过程: 从光源发出的光遇到物体的表面，发生反射和折射，光就改变方向，沿着反射方向和折射方向继续前进，直到遇到新的物体。
光线跟踪过程是光照明物理过程的近似逆过程.
光源发出光线，经反射与折射，只有很少部分可以进入人的眼睛。
最基本的光线跟踪算法:只跟踪镜面反射方向和折射方向的间接光。

 

整体光照Whitted模型

 

Whitted特别考察了光在物体间往复反射、折射引起的照明效果。Whitted认为物体表面向空间某方向V辐射的光亮度I由三部分组成：

 

 I=Ic+IsKs+I tKt

 

 

Ic为简单光照模型计算结果
Is为其它物体反射光，Ks为物体表面的镜面反射系数
It为透射光， Kt为物体表面的透射系数

 

光线跟踪技术是Whitted由光线投射技术发展的。从视点V向投影面上与像素e对应的点投射一光线， P1是该光线与场景中的物体相交的、离视点最近的点。

按整体光照模型，计算P1点的光亮需要计算光源直接照射引起的反射光,源自其它物体的镜面反射光和规则透射光

 

算法应用意义上的终止条件
该光线未碰到任何物体
光线在经过许多次反射和折射以后，就会产生衰减，光线对于视点的光强贡献很小

 

光线跟踪算法实际上是光照明物理过程的近似逆过程.
光线跟踪方向与实际光传播的方向相反。
光线跟踪基本过程可以跟踪物体间的镜面反射光线和规则透射，模拟了理想表面间光的传播.