阴影和纹理

视觉外观包括不仅仅是形状和颜色;纹理和表面光洁度(例如,哑光,缎子,光滑的)也必须精确建模。这些属性的影响对一个对象的外貌反过来依赖于照明,这可能是扩散,从单一来源,或两者兼而有之。有几种方法来呈现之间的相互作用光与表面。最简单的阴影技术平,古尔戈,冯氏。在平坦的阴影,没有使用纹理和色调只有一个用于整个对象,不同数量的白色或黑色添加到每个面对对象来模拟阴影。由此产生的模型出现平坦和不切实际的。在高洛德着色,可以使用纹理(如木材、石头、灰泥,等等);每个对象的边缘照明色彩因素,和电脑篡改(计算中间值)来创建一个平滑的梯度在每个面。这将导致一个更现实的形象。现代计算机图形系统可以实时渲染高洛德图像。在冯氏阴影每个像素考虑任何纹理和所有光源。它通常给了更现实的结果但有点慢。

迄今为止没有描述阴影技术模型从光滑的镜面反射表面或透明和半透明的对象模型。这可以通过射线跟踪渲染技术,使用基本的光学定律反射和折射。射线追踪是一个虚构的光线从观点到每一个点在一个场景。当光线遇到一个对象,它是追踪反射或折射。射线追踪是一个递归过程;每个反射或折射光线再次追踪以相同的方式,直到它消失在背景或使一个微不足道的贡献。射线追踪可能需要长时间time-minutes甚至可以在创建一个复杂的场景。

实际上,对象照亮不仅直接由太阳或者灯等光源,也更广泛地与其他物体反射的光。这种类型的照明是在计算机图形学中重新创建光能传递技术模型光作为能量而不是射线和看一个场景中的所有元素的影响在每个对象的外观。例如,颜色鲜艳的物体会投射出轻微的光线在周围表面相同的颜色。像射线追踪,光能传递基本光学原理适用于实现现实主义和射线跟踪,在计算上是昂贵的。

处理器和程序

减少所需的时间准确呈现的一种方法是使用并行处理,因此,在射线阴影,例如,可以将多个射线追踪。另一种方法,管线式并行性,利用图形处理的事实可以分为stages-constructing多边形或贝塞尔曲线表面,消除隐藏面,阴影,光栅化等等。使用流水线并行性、作为一个图像被栅格化,另一个可以阴影,第三可以构造。两种并行性用于高性能的图形处理器。要求应用程序有许多图像也会使用电脑的“农场”。即使所有这一切权力,可能需要花费几天的时间来渲染所需的许多图像动画电影。

计算机图形学在很大程度上依赖于标准软件包。的OpenGL(开放图形库)指定一组标准的图形例程可能实现在计算机编程语言如C或Java。PHIGS(程序员的分层交互式图形系统)是另一组图形例程。VRML(虚拟现实建模语言)是一个图形描述语言万维网应用程序。一些商业和免费包提供广泛的三维建模功能现实的图形。更温和的工具,只提供基本的二维图形,是“漆”程序通常安装在家用电脑。