教学演示软件 模型十四 三维图象渲染模型

教学演示软件 模型十四 三维图象渲染模型

图像的渲染缘于古代的绘画与雕塑技术。继而是照相机的摄影技术。直到现在的电脑渲染技术。
渲染模型中涉及到的三大组件是场景,照相机和渲染器。
场景是渲染的对象,它包括网格,光源,精灵等几大类子对象。
照相机决定渲染的视角,范围,以及某个对象是否可见的问题。
渲染器决定了渲染的流程,算法,以及支持的渲染功能,例如材质,纹理,光源,阴影等

网格包括了材质和几何体。物体是由简单的几何体组合而成。材质是物体表面上的外貌。例如
让物体看起来像金属或者是石头。

光源是决定哪个区域是高光的,哪里是阴影的,为了模拟真实的环境,有像灯泡一样的点光源,
手电筒一样的聚光源,太阳光一样的平行光等。加上了光源的影响,才能使场景更加有真实感。

精灵是为了渲染大量的微小物体而准备的。可以模拟雨,雾,游戏中跳跃的小人等。

照相机主要有透视投影照相机和正交投影照相机。透视投影照相机的渲染范围是一个四棱梯台。
符合近大远小的对客观世界的人眼观察规律。正交投影照相机的渲染范围是一个长方体。
每个大小相同的物体,渲染后的大小仍然是相同的,不受观察视角的影响。

渲染器主要有基于 WEBGL,CSS,HTML canvas,SVG技术的渲染器。
基于WEBGL的渲染器的渲染流程是加载场景的三维模型,模型的形状是由成千上万个顶点的
三维坐标组成的。每个点的颜色由自定义的颜色和光照条件等共同决定的。
点的坐标由三维模型生成软件中导出时是模型的坐标系,经过模型变换,生成世界坐标系的点,
经过视图变换,生成照相机坐标系的点,再经过投影变换,裁剪空间的坐标点,
在WEBGL中,把裁剪空间的点自动化转换成屏幕空间上的点。再进行图元组装,光栅化。

图元组装就是把顶点组装成三角形。
光栅化就是把三角形变成要渲染的屏幕像素坐标。

教学演示软件 要演示出坐标点的变换过程。给出不同条件下的渲染效果。

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