퐁 쉐이딩

Phong shading
이 기사는 표면 음영에 대한 Phong의 노멀 벡터 보간 기술에 대한 것입니다.Phong의 조명 모형은 Phong 반사 모형을 참조하십시오.
플랫 쉐이딩(왼쪽) 대 폰 쉐이딩(오른쪽)
3차원(3D)
컴퓨터 그래픽스
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기초
주요 용도
관련 토픽

3D 컴퓨터 그래픽스에서 퐁 쉐이딩, 퐁 [1]보간 또는 노멀 벡터 보간[2] 쉐이딩은 컴퓨터 그래픽의 선구자인 Bui Tuong Phong에 의해 발명된 표면 쉐이딩을 위한 보간 기술입니다.폰 쉐이딩은 래스터라이즈된 폴리곤에 걸쳐 표면 규격을 보간하고 보간된 규범과 반사 모델에 기초하여 픽셀 색상을 계산한다.퐁 쉐이딩은 퐁 보간과 퐁 반사 모델의 특정 조합을 나타낼 수도 있습니다.

역사

퐁 쉐이딩과 퐁 반사 모델은 1973년 그의 Ph.에 발표한 Bui Tuong Phong에 의해 유타 대학에서 개발되었습니다.D[3][4] 논문과 1975년 논문.[5]Phong의 메서드는 도입 당시 급진적인 것으로 여겨졌지만 이후 많은 렌더링 [citation needed]어플리케이션에서 사실상의 베이스라인 쉐이딩 방법이 되었습니다.Phong의 방법은 렌더링된 [citation needed]픽셀당 계산 시간을 일반적으로 효율적으로 사용하기 때문에 인기가 있는 것으로 입증되었습니다.

퐁 보간법

퐁 쉐이딩은 구라우 쉐이딩을 개선하고 매끄러운 표면의 쉐이딩에 더 가까운 근사치를 제공합니다.폰 쉐이딩은 부드럽게 변화하는 표면 법선 벡터를 가정합니다.Phong 보간법은 Phong 반사모델과 같이 스펙트럴 하이라이트가 작은 반사모델에 적용했을 때 Guraud 쉐이딩보다 더 잘 작동합니다.

Guraud 쉐이딩의 가장 심각한 문제는 큰 폴리곤의 중앙에서 경면 하이라이트가 발견될 때 발생합니다.이러한 경면 하이라이트는 폴리곤의 정점에 존재하지 않으며 Guraud 음영 보간은 정점 색상을 기반으로 하므로 경면 하이라이트는 폴리곤의 내부에서 누락됩니다.이 문제는 Phong shading으로 해결되었습니다.

폴리곤 전체에 색상을 보간하는 Goraud 쉐이딩과 달리 Phong 쉐이딩에서는 정규 벡터가 폴리곤의 정점 노멀에서 폴리곤의 표면에 걸쳐 선형 보간됩니다.표면 법선은 각 픽셀에서 보간 및 정규화된 다음 반사 모델(예: Phong 반사 모델)에서 사용하여 최종 픽셀 색상을 얻습니다.퐁 쉐이딩은 각 정점이 아닌 각 픽셀에서 반사 모델을 계산해야 하므로 Guraud 쉐이딩보다 계산 비용이 더 많이 듭니다.

최신 그래픽스 하드웨어에서는 이 알고리즘의 변형은 픽셀 또는 프래그먼트쉐이더를 사용하여 구현됩니다.

퐁 반사 모형

주요 기사:퐁 반사 모형

퐁 쉐이딩은 퐁 보간과 국부 조명의 경험적 모델인 퐁 반사 모델의 특정 조합을 나타낼 수도 있다.표면이 빛을 반사하는 방식을 거친 표면의 확산 반사와 반짝이는 표면의 경면 반사의 조합으로 설명합니다.반짝이는 표면은 작고 강렬한 경사진 하이라이트를 갖는 반면 칙칙한 표면은 점차 떨어지는 큰 하이라이트를 갖는다는 Bui Tuong Phong의 비공식적인 관찰에 근거하고 있습니다.반사 모델에는 전체 장면에 산란된 소량의 빛을 설명하기 위한 주변 항도 포함됩니다.

Phong 방정식을 시각적으로 나타낸 그림입니다.여기서 빛은 흰색, 주변 색상과 확산 색상은 모두 파란색, 스펙컬러는 흰색으로 표면에 닿는 빛의 작은 부분을 반영하지만 매우 좁은 하이라이트 부분에서만 볼 수 있습니다.확산 성분의 강도는 표면의 방향에 따라 다르며 주변 성분은 방향과 무관하게 균일합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Watt, Alan H.; Watt, Mark (1992). Advanced Animation and Rendering Techniques: Theory and Practice. Addison-Wesley Professional. pp. 21–26. ISBN 978-0-201-54412-1.
  2. ^ Foley, James D.; van Dam, Andries; Feiner, Steven K.; Hughes, John F. (1996). Computer Graphics: Principles and Practice. (2nd ed. in C). Addison-Wesley Publishing Company. pp. 738–739. ISBN 0-201-84840-6.
  3. ^ Bui Tuong Phong, UTEC-CS-73-129, 1973년 7월, 유타 대학 컴퓨터 공학과 컴퓨터 생성 이미지 조명.
  4. ^ 유타 대학교 컴퓨팅 스쿨, 역사
  5. ^ Bui Tuong Phong, "Illumination for Computer Generated Pictures", Comm. ACM, Vol 18(6):311-317, 1975년 6월