计算机图形学基础：真实感渲染与颜色模型详解

本章节来自计算机图形学基础教程的第四章，主题聚焦于"真实感图形学"。这一章节探讨了随着计算机技术的进步，人们对于图形质量的需求从最初的线框图升级到追求更真实的视觉效果。Wylie的贡献推动了计算机生成具有真实感图形的研究。 章节内容首先介绍了计算机图形学的基本概念，包括颜色视觉的基本原理。颜色并非由单一颜色组成，而是通过光的三原色——红、绿、蓝（RGB）混合产生的，这是色彩理论中的核心，即三色学说或三刺激理论。CIE（国际照明委员会）提供了两种颜色空间模型：CIE-RGB系统，它定义了标准的三原色和对应的颜色刺激值；以及CIE-XYZ系统，这是一种更为精确的颜色空间，通过调整向量来确保颜色的匹配，使得所有颜色值都能在三维空间中被准确表示。 章节进一步深入到颜色的特性，如亮度、饱和度，以及它们如何影响人们对颜色的感知。颜色的视觉感受受波长影响，不同的光波对应不同的颜色。此外，颜色纺锤体描绘了人眼对不同颜色的敏感度，从红色到蓝色，然后逐渐过渡到紫色，而黑色则代表没有光的照射。 学习者将探索简单光照明模型、光透射模型和整体光照明模型，这些都是实现真实感图形的关键组成部分。通过理解这些模型，能够模拟自然光照、阴影和反射等光照效果，从而提升图形的逼真度。 本章内容涵盖了从理论基础到实践应用的广泛范围，帮助读者掌握计算机图形学中的关键概念和技术，以便在实际项目中创建出更具视觉冲击力的图形效果。通过深入学习，学生将能够更好地理解和操纵颜色，以满足现代计算机图形学中对真实感和视觉表现的要求。