日志 教程
当前位置: 教程  >  动漫设计  >  后期合成  >  正文

像素高光效果的实现

作者:郭同学 发表于 2011/7/7 8:46:36     评论(1)     阅读(3670)     
最近研究了下高光等效果,这里总结一下。
算法:
一、计算得到像素到眼睛的射线单位向量,该单位向量等于眼睛位置减去象素的位置,然后归1化:EyeVec = Normalize( EyePosition - VertexPosition );另外,有一种简化模式效果也不错,偶就是采用这种模式:假设眼睛在无限远,则EyeVec为常量,所以,EyeVec = Normalize( EyePosition - 物体Position ),在这种模式下,无需在VS中对物体进行Per-Vertex的EyeVec计算。

二、计算Halfway Vector(中间向量、中途向量),HalfwayVec = Normalize( EyeVec + LightVec ),其中LightVec的方向是从光照处指向灯光,该向量表示了在当前眼睛所在位置,该像素若发生高光全反射时的法向量(即HalfwayVec)

三、将HalfwayVec与实际的像素法向量比较得到当前像素反光度,越与HalfwayVec接近,反光越强烈,所以可以利用点乘来达到这一目的,反光度 = HalfwayVec 点乘 Normal。

四、调整光亮度,可以将反光度进行N次方运算,以缩小光斑,得到不同材质的效果

五、将物体Diffuse颜色加上( 反光度, 反光度, 反光度 )的颜色。Diffuse.r += 反光度;Diffuse.g += 反光度;Diffuse.b += 反光度;



像素高光的缺点

该算法的缺点关键是数据精度问题,由于第四步的多次乘方造成了高光区落在了一个很小的区间里,而出现了高光离散的块状现象,下图用平滑化的表面展示了这一问题。



高光反射贴图(Specular Map / Gloss Map)的应用

在像素高光反光度的计算中,如果将最后得到的反光度再进行某种强弱变化,就形成了一种新的效果,比如将其再乘以一个浮点数,就可以再次控制反光强度,如果我们通过一张新的贴图给每个像素准备一个反光度系数,则该贴图称为高光贴图(Specular Map or Gloss Map),该贴图只有一个通道数据,0-1表示反射强度由弱到最强。

因为只有一个通道,所以在PS运算中,我们可以把该SpecularMap的数据合并到NormalMap中去,(RGB:法向量,A:反射度),这样只用一张贴图就可以完成NormalMap和SpecularMap的作用。


光照衰减贴图(Specular Attenuation Map)的应用

SpecularMap是相对于物体表面而言,反映的是物体表面不同位置的反光程度,而Spec衰减图则是针对物体材质而言,反映了该物体材质的反光能力,比如,陶瓷的高光区域很集中,高光区的亮斑变化急剧;而一个乒乓球表面的高光区域则变化比较平缓。

具体算法是在第3步经过点乘得到反光度后不再执行第4步,而是根据该反光度去一张2D高光衰减纹理进行高光取样,最终将取样到的高光应用(add)到最终渲染结果上。

这张2D高光衰减贴图只需要做成512X1等高度为1的尺寸(此处为了表述清晰而将贴图变成了256*128大小),就可以用来扫描整个高光段的变化情况。同时,由于高光衰减只有一个通道的数据,高光衰减贴图另外3个通道还可以充分利用来做Diffuse漫反射光的衰减变化,以完成其他特效。



评论
显示
悄悄话
    衣涛
    2011-08-26 22:27
汇众教育官网 | 联系方式 | 版权声明 | 友情链接
Copyright 2008© 汇众益智(北京)教育科技有限公司. All Rights Reserved
京ICP备09092043号 京公网安备11010802009023号