计算机图形学阴影模型

计算机图形学中有多种阴影模型，其中一种常见的是投影阴影（projective shadows）模型[^1]。该模型通过生成一个变换矩阵，将物体上的点变换为相应阴影在平面上的点，然后绘制出阴影多边形。这种方法相对不需要太大的计算代价，适合在地平面上绘制阴影。

另一种阴影模型是阴影体（shadow volume）模型。阴影体模型的优点是其高度准确，不容易产生伪影。但是，计算阴影体以及每个多边形是否在其中的计算代价较大。

相关问题

计算机图形学阴影技术发展历程

计算机图形学阴影技术的发展历程可以总结为以下几个阶段[^1]：

1. 平面阴影技术：早期的计算机图形学阴影技术主要是基于平面阴影的计算。这种技术通过计算物体与光源之间的相对位置关系，确定物体上的每个像素是否处于阴影中。常见的平面阴影技术包括平面投影和阴影贴图。

2. 体积阴影技术：随着计算机图形学的发展，研究者们开始探索更加真实的阴影效果。体积阴影技术通过模拟光线在物体内部的传播和散射，实现更加逼真的阴影效果。常见的体积阴影技术包括体积光照、体积光线追踪和体积阴影贴图。

3. 实时阴影技术：随着计算机硬件性能的提升，实时阴影技术得到了广泛应用。实时阴影技术要求在实时渲染的情况下计算阴影效果，因此需要高效的算法和优化技术。常见的实时阴影技术包括阴影映射、阴影体积贴图和屏幕空间阴影。

4. 光线追踪阴影技术：光线追踪是一种基于物理模型的渲染技术，可以实现高度真实的阴影效果。光线追踪阴影技术通过追踪光线在场景中的传播路径，计算出每个像素的阴影信息。这种技术需要大量的计算资源，因此在实时应用中较少使用，主要用于离线渲染和影视制作等领域。

以上是计算机图形学阴影技术发展的几个阶段。随着计算机硬件和算法的不断进步，我们可以期待未来更加逼真和高效的阴影效果。

介绍一下计算机图形学

计算机图形学是研究如何使用计算机生成、处理和显示图像的学科。它涉及到图像的表示、变换、渲染和动画等方面的技术。计算机图形学的应用非常广泛，包括电影、游戏、虚拟现实、工程设计等领域。

计算机图形学主要包括以下几个方面的内容[^1][^2]：
1. 图像表示：计算机图形学研究如何将图像转换为计算机可以处理的数据表示形式，常用的图像表示方法包括位图和矢量图。
2. 图像变换：图像变换是指对图像进行平移、旋转、缩放等操作，以及对图像进行几何变换和颜色变换等操作。
3. 图像渲染：图像渲染是指将三维模型转换为二维图像的过程，包括光照模型、阴影计算、纹理映射等技术。
4. 图像动画：图像动画是指通过连续的图像帧来模拟运动的过程，常用的动画技术包括关键帧动画、插值动画等。
5. 图像处理：图像处理是指对图像进行增强、滤波、分割等操作，以改善图像的质量或提取图像中的信息。

计算机图形学在现代社会中扮演着重要的角色，它不仅为我们提供了丰富多彩的视觉体验，还在许多领域中发挥着重要的作用。例如，在电影制作中，计算机图形学可以用来生成逼真的特效和虚拟场景；在游戏开发中，计算机图形学可以用来创建逼真的游戏世界；在工程设计中，计算机图形学可以用来模拟和可视化设计结果。