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三光投影

已有 5708 次阅读 2014-8-19 23:25 |个人分类:课件|系统分类:图片百科| 图片, 摄像机, 透视, 正交投影

3DMax里的摄像机有个“正交投影”的选项,选择了之后该摄像机看其他东西就没有近大远小的效果了,很是神奇。不过前几天我用这个功能的时候并没有理解“正交投影”这个名词的意思。想来既然有投影,那应该就有光源。于是做了几张图片想看看三种不同光源的投影效果。


1、发散光投影

一般的教材把这种投影称为透视效果。光源为一个点光源,如下图的白色透明光锥(实际光源位置比顶点更低一点)。很显然,绿色长方体靠近光源的一端投影面积较大,远离光源的一端投影面积较小。我们也可以认为在这种情况下,靠近光源的一端挡住了更多本应射在地面并反射到我们眼中的光子,所以我们认为该处阴影面积更大。面积差别与光源的位置有关,光源越靠近物体,差别就越大。


下图是个特例,把投影物进行了锥化。生成的投影有可能前后端宽度一致。另外,考虑到光路可逆,把点光源换成我们的眼睛,那么我们日常体验中的近大远小似乎也能够解释了。


2、平行光投影

现实生活中,点光源前面摆一个凹透镜就有可能形成平行光。正交投影是平行光投影的一种,要求平行光与投影面垂直,如下图的白色透明光柱。很显然这种投影与前一种完全不同,这样摆放的长方体没有了那种近大远小的投影效果,影子前后宽度是一致的。而且影子的大小与光源是否更靠近物体无关。


如果投影物进行了锥化,生成的投影也能够把这种锥化反映出来。


3、汇聚光投影

现实生活中,平行光经过一个凸透镜就能形成汇聚光。如果还没有汇聚成一点的时候就达到了地面,如下图的白色半透明倒圆台,那么有可能形成下面的这种投影。这种投影与第一种相反,越靠近光源的一端,形成的影子越小。不再是近大远小,而是近小远大了。不过下图是我ps的,不一定会在现实生活中观察得到。


3Dmax里有一种灯光叫“天光”,意思是把天空看成一个发光的半球面,我们处于这个半球面的圆心位置,收到来自四面八方汇聚过来的光。这种光形成的投影和上图类似,不过下图的白色倒圆台不代表光的来路,另外图中的绿色长方体和蓝色地面应该比球心高一点,否则就无法形成影子了。

天光的渲染需要进行大量的计算,渲染一个需要好几分钟的时间,搞得我还以为死机了。




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