Nuancado de Phong

Bui-Tuong-Phong

La nuancado de Phong rilatas al interpola tekniko por surfaca nuancado en tridimensia komputila grafiko. Ĝi ankaŭ nomiĝas interpolado de Phong aŭ ortant-vektora interpola nuancado. Ĝi aparte interpolas surfacajn ortantojn tra rastrumitaj plurlateroj, kaj komputas rastrumerajn kolorojn bazitajn sur la interpolaj ortantoj kaj reflekta modelo. La nuancado de Phong ankaŭ povas rilati al la specifa kombino de la interpolado de Phong kaj la reflekta modelo de Phong.

Historio

La nuancado de Phong kaj la reflekta modelo de Phong estis disvolvitaj en la Utaha Universitato de Bui Tuong Phong, kiu publikigis ilin en lia doktoriĝa disertaĵo de 1973. La metodoj de Phong estis konsiderataj radikalaj en la tempo de ilia enkonduko, sed depost tiam ili fariĝis la praktikan bazon pri nuancada metodo por multaj rastrumadaj aplikaĵoj. La metodoj de Phong populariĝis pro ilia uzo ĝenerale efika de komputa tempo por ĉiu rastrumita rastrumero.

Interpolado de Phong

Ekzemplo de interpolado de la nuancado de Phong

La nuancado de Phong plibonigas la nuancadon de Gouraud, kaj provizas plibonan aproksimadon de la nuancado de glata surfaco. La nuancado de Phong supozas la glatan variadon de la surfacaj ortantovektoroj. la interpola metodo de Phong plibone funkcias ol la nuancado de Gouraud, kiam aplikata en reflekta metodo, kiu havas malgrandan spegulan elstaraĵon, kiel la reflektan modelon de Phong.

La plej grava problemo de la nuancado de Gouraud okazas kiam la spegulaj elstaraĵoj troviĝas meze de granda plurlatero. Ĉar tiuj spegulaj elstaraĵoj malĉeestas de la verticoj de la plurlatero, kaj la nuancado de Gouraud interpolas laŭ la verticaj koloroj, la spegula elstaraĵo mankos interne de la plurlatero. Ĉi tiu problemo solviĝas kun la nuancado de Phong.

Malkiel la nuancado de Gouraud, kiu interpolas kolorojn tra plurlateroj, en la nuancado de Phong, la ortantovektoro estas lineare interpolita tra la surfaco de la plurlatero el la verticaj ortantoj de la plurlatero. La surfaca ortanto estas interpolita kaj ununormigita por ĉiu rastrumero, kaj tiam uzita en reflekta modelo, ekzemple la reflekta modelo de Phong, por akiri la finan rastrumeran koloron. La nuancado de Phong estas pli kompute kosta ol la nuancado de Gouraud, ĉar la reflekta modelo devas esti komputita por ĉiu rastrumero anstataŭ por ĉiu vertico.

En modernaj grafikaj aparatoj, variaĵoj de tiu algoritmo estas plenumitaj uzante rastrumerajn aŭ fragmentajn nuancilojn.

Reflekta modelo de Phong

Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Reflekta modelo de Phong.

La nuancado de Phong ankaŭ povas rilati al la specifa kombino de la interpolado de Phong, kaj la reflekta modelo de Phong, kiu estas empiria modelo de loka iluminado. Ĝi priskribas la manieron, kiel la surfaco reflektas lumon, per kombino de la difuza reflektado de malglataj surfacoj kun la spegula reflektado de glataj surfacoj. Ĝi baziĝas sur la neformala observado de Bui Tuong Phong, ke glataj surfacoj havas malgrandajn intensajn spegulajn elstaraĵojn, dum malglataj surfacoj havas grandajn elstaraĵojn, kiuj malaperas pli maldraste. La reflekta modelo ankaŭ inkluzivas median termon por reflekti la malgrandan kvanton da lumo, kiu disas tra la tuta sceno.

Vida ilustrado de la ekvacio de Phong: ĉi tie la lumo estas blanka, la media kaj difuza koloroj estas bluaj, kaj la spegula koloro estas blanka, reflektante malgrandan parton de la lumo frapanta la surfacon, sed nur per tre mallarĝaj elstaraĵoj. La intenseco de la difuza komponento varias laŭ la direkto de la surfaco, kaj la media komponento estas unuforma (sendepende de direkto).