Uvod

Phongov model osvjetljenja je empirijski model lokalnog osvjetljenja tocke na povrsini.
Razvijen od strane Bui Tuong Phong koji ga je objavio u doktorskoj disertaciji 1973.
Phongov model osvjetljenja moze se razlomiti u 3 komponente
Jedan od najkoristenijih modela osvjetljavanja u grafici

Phongov model osvjetljenja funkcionira na nacin da izracunava boju za proizvoljnu tocku na povrsini na temelju osnovnih unosa:

Phong osnove

  • L - vektor do izvora svjetlosti
  • N - normala povrsine
  • V - vektor pogleda korisnika
  • R - refleksija l nad p
  • P - povrsina objekta
  • ks - koeficijent specular osvjetljenja
  • kd - koeficijent diffuse osvjetljenja
  • ka - koeficijent ambient osvjetljenja
  • α - sjaj objekta

Formula:


  • Ambient reflection (Okolno osvjetljenje) - intezitet svjetlosti je ujednacen na svim tockama povrsine, dodaje se sceni bez obzira na sve, inace sjene previse pocrne
  • Diffuse reflection (Difuzno osvjetljenje)- proizlazi iz pretpostavke da je svjetlost iz bilo kojeg smjera reflektirana jednako u svim smjerovima, intezitet ovisi o kutu udara svjetlosti na povrsinu
  • Specular reflection (Zrcalno osvjetljnje)- svjetlost dolazi u jednom smjeru a odlazi u drugom u odnosu na kut povrsine i vektora svjetlosti (ogledalo), znaci ovisi o gledistu (objekt moze izgledati kao da se sjaji)

Phongov model osvjetljenja

Ambient - - mnozi se boja svjetla i boja materijala.

Specular - - ovisan o kutu reflektirajuceg vektora r i vektora pogleda v. Potreban skalarni produkt jer se zeli koristiti refleksija prema kameri kod elemenata udaljenih od kamere, alfa je zrcalni eksponent te predstavlja sjaj.

Specular + Diffuse + Ambient => PHONG

Diffuse - - temelji se na kutu vektora i normale povrsine

Implementacija u javi

Renderiranje:

Crta se ploha (Face) , za svaku plohu se uzmu svi izvori svjetlosti koji su trenutno ukljuceni, i prema formuli se racuna koliko je ta ploha blizu svjetlosti te se boja.


Izgled korisnickog sucelja

U korisnickom sucelju korisnik moze mijenjati rotaciju sfere, broj paralela, meridijana, velicinu, boju, Ambient, Diffuse, Specular koeficijente te boju osvjetljenja. Sfera se renderira svakih nekoliko stotinki


Literatura

Preuzimanje izvornog koda
Preuzimanje prezentacije

University of New York - Phong shading
University of Texas - The Phong illumination model
University of Michigan - Interactive Computer Graphics
Machiraju/Zhang/Moller - Introduction to Computer Graphics
Carnegie Mellon Graphics - Lighting and Shading

Po uzoru na:

Shepard, Jessica University of Utah - Phong Lighting Model
Facultety of Electrical Engineeiring - Warsaw University of Technology
Perlin, ken - Courant Institute - Implementing the Rendering Pipeline