www.wikidata.uk-ua.nina.az

Затемнення за Фонгом англ Phong shading це інтерполяційний метод комп ютерної графіки який використовується для побудови

Затемнення за Фонгом

Затемнення за Фонгом (англ. Phong shading), це інтерполяційний метод комп'ютерної графіки, який використовується для побудови неперервного градуйованого освітлення поверхонь у 3D комп'ютерній графіці. Також називається інтерполяцією Фонга або нормально-векторною інтерполяціює затінення. Метод ґрунтується на інтерполяції нормалей поверхні за растеризованими полігонами та обчислює колір пікселів на основі інтерпольованої нормалі та моделі відбиття світла. Затемнення за Фонгом може також відноситися до поєднання інтерполяції за Фонгом та моделі відбиття Фонга.

Історія ред.

Затемнення за Фонгом і моделі відбиття Фонга були розроблені в університеті штату Юта, Буйєм Туонгом Фонгом[en], який опублікував їх у своїй кандидатській дисертації у 1973 році.Методи Фонга вважалися радикальним у момент їх введення, але з того часу стали базовим методом обчислення затемнення для багатьох додатків візуалізації. Методи Фонга стали популярними через їх ефективне використання часу для обчислення кольору пікселів.

Фонгова інтерполяція ред.

Фонгове затемнення, приклад інтерполяції

Затемнення за Фонгом удосконалює метод затемнення по Гуро і забезпечує краще наближення затемнення гладкої поверхні. Затемнення за Фонгом забезпечує більш гладку зміну вектора нормалі до поверхні. Інтерполяційний метод Фонга працює краще, ніж затемнення Гуро, коли застосовується до моделі відображення, яка має невеликі дзеркальні відблиски, такі як у моделі відбиття Фонга. Найсерйозніша проблема затемнення за Гуро виникає, коли дзеркальні відблиски знаходяться в середині великого полігону. Оскільки ці дзеркальні підсвічування відсутні в вершинах багатокутника, то затемнення за Гуро є інтерполяцією кольорів вершин, і тому дзеркальний відблиск буде відсутній на зображенні полігону. Ця проблема виправлена ​​вирішується у методі Фонга.

На відміну від затемнення Гуро, яке інтерполює кольори через полігони, в затемненні Фонга вектор нормалі до поверхні лінійно інтерполюється на багатокутник за нормалями у вершинах багатокутника. Нормаль поверхні інтерполюється і нормалізується в кожному пікселі, а потім використовується в моделі відбиття Фонга, для отримання кінцевого кольору пікселя. Затемнення за Фонгом потребує більше обчислювальних ресурсів, ніж у затемненні Гуро, оскільки модель відбиття має бути обчисленною в кожному пікселі, а не лише в вершинах.

У сучасному графічному обладнанні, варіанти цього алгоритму реалізовані з використанням піксельних або фрагментних шейдерів.

Модель відбиття Фонга ред.

Затемнення за Фонгом можна також віднести до конкретної комбінації інтерполяції за Фонгом та моделі відбиття Фонга, яка є емпіричною моделлю локального освітлення. Це є опис того, в який спосіб поверхня відбиває світло, як поєднання дифузного відбиття світла грубої поверхні з дзеркальним відбиттям світла відполірованих поверхонь. Ця модель заснована на власному спостереженні Буйя Туонга Фонга, який зауважив, що блискучі поверхні містять невеликі зони з інтенсивними дзеркальними відблисками[en], у той час як матові поверхні мають великі області, в яких освітлення змінюється поступово. Також модель освітлення включає в себе амбієнтне освітлення, тобто навколишнє освітлення, яке рівномірно розсіюється по всій поверхні.

Візуальна ілюстрація до освітлення за Фонгом: є джерело білого освітлення, амбіентна та дифузна складові сині, колір дзеркальне відбиття білий, відображає невелику частину світла, яке потрапляє на поверхню, але лише на невеликій частині поверхні. Інтенсивність дифузної компоненти залежить від розташування поверхні та напрямку освітлення, на відміну від амбієнтної, яка не залежить ні від розташування поверхні, ні від напрямку освітлення.

Див. також ред.

  • Список загальних алгоритмів затемнення[en]
  • Blinn–Phong затемнення моделі-Фонга[en], модель відображення зміни при передачі точності з обчислювальною ефективністью.
  • Затемнення по Гуро — затемнення полігонів шляхом інтерполяції кольору, які розташовані на вершинах.
  • Модель відбиття Фонга — відображення моделі які часто використовується з Фонговим затемненням.
  • Дзеркальне відбиття — інші освітлювальні дзеркальні рівняння.

Примітки ред.

  1. Watt, Alan H.; Watt, Mark (1992). Advanced Animation and Rendering Techniques: Theory and Practice. Addison-Wesley Professional. с. 21–26. ISBN 978-0-201-54412-1. 
  2. Foley, James D.; van Dam, Andries; Feiner, Steven K.; Hughes, John F. (1996). Computer Graphics: Principles and Practice. (2nd ed. in C). Addison-Wesley Publishing Company. с. 738 and 739. ISBN 0-201-84840-6. 
  3. B. T. Phong, Illumination for computer generated pictures, Communications of ACM 18 (1975), no. 6, 311–317.
  4. University of Utah School of Computing, http://www.cs.utah.edu/school/history/#phong-ref [ 3 вересня 2013 у Wayback Machine.]


Це незавершена стаття про комп'ютерну графіку.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Zatemnennya za Fongom angl Phong shading ce interpolyacijnij metod komp yuternoyi grafiki yakij vikoristovuyetsya dlya pobudovi neperervnogo gradujovanogo osvitlennya poverhon u 3D komp yuternij grafici Takozh nazivayetsya interpolyaciyeyu Fonga 1 abo normalno vektornoyu interpolyaciyuye zatinennya 2 Metod gruntuyetsya na interpolyaciyi normalej poverhni za rasterizovanimi poligonami ta obchislyuye kolir pikseliv na osnovi interpolovanoyi normali ta modeli vidbittya svitla Zatemnennya za Fongom mozhe takozh vidnositisya do poyednannya interpolyaciyi za Fongom ta modeli vidbittya Fonga Zmist 1 Istoriya 2 Fongova interpolyaciya 3 Model vidbittya Fonga 4 Div takozh 5 PrimitkiIstoriya red Zatemnennya za Fongom i modeli vidbittya Fonga buli rozrobleni v universiteti shtatu Yuta Bujyem Tuongom Fongom en yakij opublikuvav yih u svoyij kandidatskij disertaciyi u 1973 roci 3 4 Metodi Fonga vvazhalisya radikalnim u moment yih vvedennya ale z togo chasu stali bazovim metodom obchislennya zatemnennya dlya bagatoh dodatkiv vizualizaciyi Metodi Fonga stali populyarnimi cherez yih efektivne vikoristannya chasu dlya obchislennya koloru pikseliv Fongova interpolyaciya red nbsp Fongove zatemnennya priklad interpolyaciyiZatemnennya za Fongom udoskonalyuye metod zatemnennya po Guro i zabezpechuye krashe nablizhennya zatemnennya gladkoyi poverhni Zatemnennya za Fongom zabezpechuye bilsh gladku zminu vektora normali do poverhni Interpolyacijnij metod Fonga pracyuye krashe nizh zatemnennya Guro koli zastosovuyetsya do modeli vidobrazhennya yaka maye neveliki dzerkalni vidbliski taki yak u modeli vidbittya Fonga Najserjoznisha problema zatemnennya za Guro vinikaye koli dzerkalni vidbliski znahodyatsya v seredini velikogo poligonu Oskilki ci dzerkalni pidsvichuvannya vidsutni v vershinah bagatokutnika to zatemnennya za Guro ye interpolyaciyeyu koloriv vershin i tomu dzerkalnij vidblisk bude vidsutnij na zobrazhenni poligonu Cya problema vipravlena virishuyetsya u metodi Fonga Na vidminu vid zatemnennya Guro yake interpolyuye kolori cherez poligoni v zatemnenni Fonga vektor normali do poverhni linijno interpolyuyetsya na bagatokutnik za normalyami u vershinah bagatokutnika Normal poverhni interpolyuyetsya i normalizuyetsya v kozhnomu pikseli a potim vikoristovuyetsya v modeli vidbittya Fonga dlya otrimannya kincevogo koloru pikselya Zatemnennya za Fongom potrebuye bilshe obchislyuvalnih resursiv nizh u zatemnenni Guro oskilki model vidbittya maye buti obchislennoyu v kozhnomu pikseli a ne lishe v vershinah U suchasnomu grafichnomu obladnanni varianti cogo algoritmu realizovani z vikoristannyam pikselnih abo fragmentnih shejderiv Model vidbittya Fonga red Dokladnishe Model vidbittya FongaZatemnennya za Fongom mozhna takozh vidnesti do konkretnoyi kombinaciyi interpolyaciyi za Fongom ta modeli vidbittya Fonga yaka ye empirichnoyu modellyu lokalnogo osvitlennya Ce ye opis togo v yakij sposib poverhnya vidbivaye svitlo yak poyednannya difuznogo vidbittya svitla gruboyi poverhni z dzerkalnim vidbittyam svitla vidpolirovanih poverhon Cya model zasnovana na vlasnomu sposterezhenni Bujya Tuonga Fonga yakij zauvazhiv sho bliskuchi poverhni mistyat neveliki zoni z intensivnimi dzerkalnimi vidbliskami en u toj chas yak matovi poverhni mayut veliki oblasti v yakih osvitlennya zminyuyetsya postupovo Takozh model osvitlennya vklyuchaye v sebe ambiyentne osvitlennya tobto navkolishnye osvitlennya yake rivnomirno rozsiyuyetsya po vsij poverhni nbsp Vizualna ilyustraciya do osvitlennya za Fongom ye dzherelo bilogo osvitlennya ambientna ta difuzna skladovi sini kolir dzerkalne vidbittya bilij vidobrazhaye neveliku chastinu svitla yake potraplyaye na poverhnyu ale lishe na nevelikij chastini poverhni Intensivnist difuznoyi komponenti zalezhit vid roztashuvannya poverhni ta napryamku osvitlennya na vidminu vid ambiyentnoyi yaka ne zalezhit ni vid roztashuvannya poverhni ni vid napryamku osvitlennya Div takozh red Spisok zagalnih algoritmiv zatemnennya en Blinn Phong zatemnennya modeli Fonga en model vidobrazhennya zmini pri peredachi tochnosti z obchislyuvalnoyu efektivnistyu Zatemnennya po Guro zatemnennya poligoniv shlyahom interpolyaciyi koloru yaki roztashovani na vershinah Model vidbittya Fonga vidobrazhennya modeli yaki chasto vikoristovuyetsya z Fongovim zatemnennyam Dzerkalne vidbittya inshi osvitlyuvalni dzerkalni rivnyannya Primitki red Watt Alan H Watt Mark 1992 Advanced Animation and Rendering Techniques Theory and Practice Addison Wesley Professional s 21 26 ISBN 978 0 201 54412 1 Foley James D van Dam Andries Feiner Steven K Hughes John F 1996 Computer Graphics Principles and Practice 2nd ed in C Addison Wesley Publishing Company s 738 and 739 ISBN 0 201 84840 6 B T Phong Illumination for computer generated pictures Communications of ACM 18 1975 no 6 311 317 University of Utah School of Computing http www cs utah edu school history phong ref Arhivovano 3 veresnya 2013 u Wayback Machine nbsp Ce nezavershena stattya pro komp yuternu grafiku Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Zatemnennya za Fongom amp oldid 34943949