计算机图形：阴影介绍

阴影被称为照明模型在图形对象的像素点或多边形表面上的实现。

阴影模型用于计算显示表面的强度和颜色。阴影模型具有两个主要成分：表面属性和落在其上的照明属性。表面的主要特性是反射率, 它决定了多少入射光被反射。如果表面对不同波长的光具有不同的反射率, 则该表面看起来将是有色的。

物体照明在计算强度方面也很重要。场景可能必须保存从各个方向均匀的照明, 称为漫射照明。

阴影模型根据许多属性确定对象表面上某个点的阴影。阴影模式可以分解为三个部分：漫射照明的贡献, 一个或多个特定光源的贡献以及透明效果。这些效果中的每一个都有助于阴影项E, 将其相加以找到来自对象上某个点的总能量。这是显示器应该产生的能量, 以呈现物体的逼真的图像。能量不是来自表面上的某个点, 而是来自该点周围的一小部分区域。

最简单的阴影形式仅考虑漫射照明：

Epd = Rp.Id

其中Epd是由于漫射照明而从点P发出的能量。 Id是落在整个场景上的漫射照明, Rp是P处的反射系数, 其范围是特定光源的阴影贡献, 将导致表面的阴影在与光源有关的方向方面发生变化, 并且还包括镜面反射效果。在上图中, 表面上的点P, 光线到达的入射角为i, 即表面法线Np与入射光源的光线之间的角度。如果从光源发出的能量Ips在所有方向上均一地反射, 这称为漫反射, 则

Eps =（Rp cos i）Ips

该方程式显示了倾斜倾斜到光源的表面强度降低。如果入射角i超过90°, 则该表面对光源不可见, 因此必须将Epsto设置为零。