三维真实感图形显示技术：消隐与光照模型

"第六章 三维真实感物体显示技术，主要涵盖消隐、光照模型、纹理映射等关键概念" 在计算机图形学中，真实感图形的显示是模拟现实世界视觉效果的重要一环。这一过程涉及到物体精确的几何表示以及场景中光照效果的物理模拟。真实感绘制的复杂性源于多种因素，包括物体材质、相对位置、光源属性等。光照模型就是用来计算物体表面向特定方向散发光亮度的数学模型。 消隐是实现真实感图形的关键步骤，其目的是消除隐藏部分，即那些被其他不透明物体遮挡而无法直接观察到的物体部分。隐藏面和隐藏线的消除通常有两种基本算法：面向扫描算法和物体扫描算法。面向扫描算法以像素为单位，找出离观察点最近的可见表面并填充颜色；物体扫描算法则以物体为单位，对比所有物体以确定哪些是可见的，并移除不可见部分。 光照模型是决定物体颜色和阴影的关键。它考虑了直射光、漫反射、镜面反射和环境光等因素。基于物理的光照模型，如Phong模型，会结合物体的法向量和光源方向来计算每个像素的颜色，从而创建出更逼真的图像。 纹理映射则是提升图形真实感的另一种方法，通过将图像（纹理）贴合到物体表面，可以模拟各种复杂的材质和细节。纹理可以包含颜色、粗糙度、光泽等信息，使得渲染出来的图像更加丰富和立体。 在处理多面体时，特别是凸多面体，其法向量具有一定的规则性，这有助于简化计算。如果一个点P0位于物体内部，那么它与所有面的法向量的点积都应该小于零，这可以帮助判断点是否在多面体内。 计算机图形学中的真实感图形显示技术涉及多个层次的计算和优化，包括几何表示、隐藏表面处理、光照模拟以及纹理应用，这些技术共同作用，使得虚拟世界能够呈现出接近真实世界的视觉体验。