着色介绍

着色是指在图形对象的像素点或多边形表面上实现光照模型。

着色模型用于计算强度和颜色以显示表面。 着色模型有两个主要组成部分：表面的属性和照射在其上的光线的属性。 主要的表面属性是其反射率，它决定了有多少入射光被反射。 如果一个表面对不同波长的光有不同的反射率，它将呈现颜色。

对象照明在计算强度时也很重要。 场景可能需要保存来自所有方向的均匀照明，称为漫反射照明。

着色模型根据许多属性确定物体表面上一个点的阴影。 着色模式可以分解为三个部分，即来自漫反射照明的贡献、来自一个或多个特定光源的贡献以及透明度效果。 这些效果中的每一个都会对着色项 E 做出贡献，这些着色项 E 被求和以找到来自对象上一个点的总能量。 这是显示器应生成以呈现对象逼真图像的能量。 能量并非来自表面上的一个点，而是来自该点周围的一小块区域。

最简单的着色形式仅考虑漫反射照明

              E_pd=R_p I_d

其中 E_pd 是由于漫反射照明而从点 P 发出的能量。 I_d 是落在整个场景上的漫反射照明，而 R_p 是 P 处的反射系数，该系数来自特定光源的着色贡献，这将导致表面的阴影随着其关于光源的方向变化而变化，并将包括镜面反射效果。 在上图中，表面上的一个点 P，光线以入射角 i 到达，即表面法线 N_p 和到光源的光线之间的角度。 如果来自光源的能量 I_ps 在所有方向上均匀反射，则称为漫反射，我们有

              E_ps=(R_p cos i)I_ps

该方程显示了表面在倾斜于光源时其强度的降低。 如果入射角 i 超过 90°，则表面将从光源中隐藏，我们必须将 E_ps 设置为零。