第8章 VRML(虛擬現(xiàn)實建模語音)光照效果

1、第八章第八章 光照效果光照效果 現(xiàn)實生活中缺少不了光，到處都有光的照射，現(xiàn)實生活中缺少不了光，到處都有光的照射，如陽光、燈光等。在如陽光、燈光等。在VRML中也可以通過添加不同中也可以通過添加不同的光照效果來豐富的光照效果來豐富VRML場景的創(chuàng)建。在場景的創(chuàng)建。在VRML中中添加并控制光照是通過添加并控制光照是通過PointLight節(jié)點、節(jié)點、DirectionalLight節(jié)點和節(jié)點和SpotLight節(jié)點來實現(xiàn)的。本節(jié)點來實現(xiàn)的。本章將介紹這三個節(jié)點，以及在章將介紹這三個節(jié)點，以及在VRML場景中添加光場景中添加光照效果的方法。照效果的方法。 8.1 基本概念基本概念 v 8.1.1 光

2、源光源 v 光線的產(chǎn)生需要光源。光源分為點光源和平行光源。 v VRML對現(xiàn)實世界中光源的模擬實質(zhì)上是一種對光影的計算?，F(xiàn)實世界的光源是指各種能發(fā)光的物體，但是，在VRML世界中，你看不到這樣的光源。VRML是通過對物體表面明暗分布的計算，是物體同環(huán)境產(chǎn)生明暗對比，這樣，物體看起來就像是在發(fā)光。v 光源的另一點區(qū)別在于陰影。在VRML中的光源系統(tǒng)中不會自動產(chǎn)生陰影，如果要對靜態(tài)物體作陰影渲染，必須先人工計算出陰影的范圍，模擬陰影。 8.1 基本概念基本概念v 8.1.2 光源顏色光源顏色 v 光源顏色由一個RGB顏色控制，與材料設(shè)置的顏色相似。光源發(fā)出的光線的顏色跟光源的顏色相同。比如，一個紅

3、色的光源發(fā)出的光線是紅色的。在現(xiàn)實中，一個白色的光源照射到一個有色的物體表面，將發(fā)生兩種現(xiàn)象，而人所能看到的只是其中的反射現(xiàn)象，另一種現(xiàn)象就是吸收光線，它導(dǎo)致光強的衰弱。反射光的顏色與物體表面的顏色有關(guān)，一束白色的光線照射到一個紅色的物體表面，看到的反射是紅色的。這是因為白色的光線由多種顏色的光組成，物體吸收了其中除紅色外的所有光線，紅色則被反射。但是如果物體表面是黑色的，他將不反射任何光線。 8.1 基本概念基本概念v 在VRML中，可以用Material、Color和紋理節(jié)點設(shè)置造型的顏色，來自頂燈的白色光線照射到有色造型上時，每個造型將反射光中的某些顏色，這一點根現(xiàn)實生活中一樣。頂燈是一

4、個白色的光源，不能設(shè)置顏色。一個有色光源照射到一個有色的造型上時，情況比較復(fù)雜。例如一個藍(lán)色物體只能反射藍(lán)色的光線，而一束紅色的光線中又不含有藍(lán)色的部分，當(dāng)一束紅色的光線照射到一個藍(lán)色的造型上時，由于沒有藍(lán)色光線可以反射，他將顯示黑色。 8.1 基本概念基本概念v 8.1.3 光線光線 v 現(xiàn)實中物體表面的亮度由直接照射它的光源的強度和環(huán)境中各種物體所反射的光線的多少決定，處于真空中的單個物體由于沒有漫發(fā)射產(chǎn)生，它的亮度只由直接照射它的光線的強度決定。但是在一間沒有直接光源照射的房間里，有時你也可能看到其中的物體，這是因為各種物體的反射光線在物體之間發(fā)生了多次復(fù)雜的反射和吸收，產(chǎn)生了環(huán)境光線，

5、他的顏色是白色的。同樣，在VRML中可以模擬直接光線和環(huán)境光線所產(chǎn)生的效果。為了控制環(huán)境光線的多少，對VRML提供的光源節(jié)點，可以設(shè)置一個環(huán)境亮度值，如果該值高則表示VRML世界中產(chǎn)生的環(huán)境光線較多。 8.2 節(jié)點介紹節(jié)點介紹 v 8.2.1 PointLight節(jié)點節(jié)點點光源點光源 v 是一個點光源，光線來自于一個點，光線由此點朝四面八方呈輻射狀發(fā)散出去。節(jié)點可以控制光源的位置及光線的強度和顏色，使虛擬現(xiàn)實不再黑暗，可以用來模擬太陽和汽車大燈等類似點光源的發(fā)光物，使虛擬現(xiàn)實成為一個光明的現(xiàn)實。 v 其節(jié)點描述如下： PointLight ExposedFieldSFBoolonTRUE Ex

6、posedFieldSFVec3flocation0.0 0.0 0.0 ExposedFieldSFFloatradius100.0 8.2 節(jié)點介紹節(jié)點介紹ExposedFieldSFFloatintensity1.0 ExposedFieldSFFloatambientIntensity0.0 ExposedFieldSFColorcolor1.0 1.0 1.0 ExposedFieldSFVec3fantenuation1.0 0.0 0.0 v 字段： v ambientIntensity: 控制光源對于虛擬現(xiàn)實中虛擬物件四周光線的影響程度。默認(rèn)值為0，表示完全不受影響，最大值為1

7、.0，表示光源對環(huán)境光線的影響很大。 8.2 節(jié)點介紹節(jié)點介紹v Attenuation: 控制光線衰減的方式。第一個值表示光線維持一定，不會衰減，第二個值控制光線的衰減呈線性方式（與距離成反比），第三個值則讓光線以二次式的方式衰減（與距離平方成反比），而第三個值是最接近現(xiàn)實世界的，也是最耗內(nèi)存最慢的一種方式。默認(rèn)值為（1，0，0） v Color: 以RGB三原色控制光線顏色，默認(rèn)值為（1，1，1） v Intensity: 控制光源的明亮程度。默認(rèn)值為1.0，最強，若為0表示光源不發(fā)射光線。 v Location: 定義局域坐標(biāo)系統(tǒng)下光源的位置，v On: 表示光線的開與關(guān)。 v Radi

8、us: 定義光線可以發(fā)距離。這個距離如同一個球體的半徑，光源在球心。默認(rèn)值是100。 8.2 節(jié)點介紹節(jié)點介紹v 8.2.2 DirectionalLight節(jié)點節(jié)點方向性光源方向性光源 v 描述來自無窮遠(yuǎn)的平行光線朝著特定的方向照在某個虛擬對象上。它最大的特點是具有方向性，能夠照亮某個特定的虛擬對象，必須順著光的方向才能清楚地看到這個虛擬對象，從其他方向看就覺得比較暗。v 其節(jié)點描述如下： DirectionalLight ExposedFieldSFFloatambientIntensity0 ExposedFieldSFColorcolor1 1 1ExposedFieldSFVec3f

9、direction0 0 1ExposedFieldSFFloatintensity1 ExposedFieldSFBoolonTRUE 8.2 節(jié)點介紹節(jié)點介紹v 字段：v ambientIntensity: 控制光源對于虛擬現(xiàn)實中虛擬物件四周光線的影響程度。默認(rèn)值為0，表示完全不受影響，最大值為1.0，表示光源對環(huán)境光線的影響很大。v Color: 控制顏色。v Intensity: 控制光源的光線強度。v Direction: 控制光線的方向。方向是由原點朝向特定的一個點所構(gòu)成。例如，（0，1，0）朝向+y軸，而默認(rèn)值（0，0，-1）則是朝向-z。v Intensity: 控制光線強度。

10、v on: 開關(guān)。為TRUE時，DirectionalLight能夠照亮它父節(jié)點所包含的任何子節(jié)點，而對其他節(jié)點不起作用。 8.2 節(jié)點介紹節(jié)點介紹v 8.2.3 SpotLight節(jié)點節(jié)點聚光性光源聚光性光源 v 光線的發(fā)射方式，如同舞臺上的聚光燈。光源在虛擬現(xiàn)實中有一人位置，朝著特定的方向照射，但是光線p被限制在g一個類似圓錐體的空間中，圓錐體的頂點就是光源的位置，只有在此圓錐體空間內(nèi)才會被照亮，其他的部分則不會被光線照到?？梢岳么斯?jié)點的特性來構(gòu)建一些特別的虛擬對象，如展示架上光線的投影、舞臺上的聚光燈等。 v 其節(jié)點描述如下： 8.2 節(jié)點介紹節(jié)點介紹SpotLightExposedF

11、ieldSFFloat ambientIntensity0ExposedFieldSFVec3f attenuation1 0 0ExposedFieldSFFloat beamWidth1.570796ExposedFieldSFColor color1 1 1ExposedFieldSFFloat cutOffAngle0.785398ExposedFieldSFVec3f direction1 1 1ExposedFieldSFFloat intensity1ExposedFieldSFVec3f location0 0 0ExposedFieldSFBool onTRUEExposed

12、FieldSFFloat radius100 8.2 節(jié)點介紹節(jié)點介紹v 字段：v ambientIntensityambientIntensity: 控制光源對于虛擬現(xiàn)實中虛擬物件四周光線的影響程度。默認(rèn)值為0，表示完全不受影響，最大值為1.0，表示光源對環(huán)境光線的影響很大。v attenuationattenuation: 光線的衰減速方式。第一個值表示光線維持一定，第二個值控制光線的衰減呈線性方式（與距離成反比），第三個值則讓光線 以二次式的方式衰減（與距離平方成反比）。默認(rèn)值為（1 0 0）。v beamWidthbeamWidth: 該字段是控制圓錐體的中心軸到圓錐體的邊的角度，單位是弧度。在這個圓錐體中，光源是維持一定的，不會衰減。它的默認(rèn)值是 pi/2。v colorcolor: 光源顏色8.2 節(jié)點介紹節(jié)點介紹v Direction: 定義圓錐體中心軸的方向。v Int