Lecture05-Shading 着色
Shading：Definition
- The process of applying a material to an object.把材质应用于物体的过程
Blinn-Phong 反射模型：
镜面高光（Specular highlights）、漫反射（Diffuse reflection）、环境光（Ambient lighting）
Diffuse Reflection 漫反射
光线均匀地散射到所有方向，从所有方向看到的颜色是相同的，但是明暗可能不同。
Lambert 余弦定律：
能量衰弱，平方反比定律——假设在距离光照中心距离为单位长度的位置，光照强度是 \(I\) ，则距离为 \(r\) 的地方的光照强度（intensity）应该是 \(I/r^2\) （能量守恒）。
漫反射光强
其中 \(k_d\) 是漫反射（diffuse）系数，如果是\(1\) 意味着完全反射了能量， \(0\) 则对应完全吸收了（实际上可能对RGB分别设置系数）。
\(I\) 是源点的光强，\(\bf{n}\) 是表面的法向量，\(\bf{l}\) 是反射的向量（这里假设都是单位向量，因此点乘其实就是算余弦）。
Q：这个漫反射看着和 \(\bf{v}\) 没什么关系？
A：确实，漫反射向四面八方反射的效果应该是一样的才对。
Specular Shading (Blinn-Phong） 镜面反射
接近镜面反射，通常意味着：反射方向和观察的方向很接近，进一步，意味着 \(\vec{I}+\vec v\) 和法线很接近！
半程向量\(\bf{h}=bisector(v,l)=\frac{v+l}{|v+l|}\) （因为都是单位化的），镜面反射光：
\(k_s\) 代表镜面反射（Spectacular）系数，\(p\) 通常会取到比较大的值（100到200）
Ambient Shading 环境光
大胆假设：任何点接收到的环境光是相同的！（？）那么很明显，环境光和位置、观测方向没什么关系，应该是一个常数！
最终
Shading Triangle Meshes 三角形网格着色
- 给每个三角形着色（flat shading：平面着色）——对光滑的表面效果不太好
- 给每个顶点着色（Gouraud shading ）——颜色插值，每个顶点定义一个法向量
- 给每个像素着色（Phong shading）——通过每个三角形，插值出法向量，对每个像素按照完整的着色模型计算。
Per-Vertex Normal Vectors
顶点的法向量怎么定义？和顶点相邻的面的法向量求平均：
必要时，加权（面积）平均效果会更好。
Per-Pixel Normal Vectors
重心插值，在下一个Lecture讲。