简单来说就是2D屏幕上的每个像素都记录两个缓存值，即最前面那张图的左下角为例（即地面）： 1）该像素所对应的3D物体的最小的Z轴坐标值，即对应地面的Z轴坐标。...但是当对深度值做近似处理的时候，比如取整，这个时候两个像素的深度值就一样了，那这个时候颜色信息选哪个像素点的呢？...image.png 上面介绍了如何解决可见性（遮挡）问题，比如用Z-Buffer确定了每个像素点的深度和颜色信息，但是是不是单纯把颜色复制到每个像素上就完事了呢？...由于我们假设光在传播过程总能量没有损失，所以 r 无论取什么值，其所对应的球面的能量都为 E ，这个应该很好理解。...向四周漫射的光通量与总的反射光通量之比称为：漫射系数或漫反射系数。这个与物体材质有关。 \max (0,n \cdot l) ：为什么这里要取最大值呢？
2.Diffuse Reflection(Blinn-Phong) 所谓漫反射，也就是光线在反射的时候时往在各个方向上均匀散射的。...比如光栅化阶段三角形已经被投影到屏幕空间上时，此时如果要对深度进行插值，不能直接在该三角形内计算，而是应该在三维空间下的三角形先计算好重心坐标，插值完成后再投影到屏幕空间上。...这是因为屏幕上远处和近处的像素覆盖的纹理范围是各不相同的，如下图。当覆盖区域过大但仍旧采用像素重心进行应用时就会走样。 ?...这是因为屏幕空间上的像素对应到纹理上覆盖的区域不一定都是正方形，如下图所示。采用Mipmap，这些长条状的区域都会使用一个正方形区域近似，就会求得一个更大区域的平均值，从而过度模糊。 ?...通过凹凸贴图这样就可以在不改变几何形体的情况下来改变着色结果，将像素的法线进行(Perturb)扰动(仅仅为了着色计算而使用)，也就是相对于平面的高度变化，相当于改变了法线(实际没有改变物体原本的法线)
上一部分是关于组合纹理的。这次，我们将研究如何计算光照。 本教程是使用Unity 5.4.0b17。 ? （是时候照亮物体了） 1、法线 我们可以看到东西，因为我们的眼睛可以检测到电磁辐射。...漫射的光量与光方向和表面法线之间的角度的余弦值成正比。这就是兰伯特余弦定律。 ? （漫反射） 我们可以通过计算表面法线和光方向的点积来确定反射率。现在我们已经知道法线的方向，但还不知道光的方向。...两个向量之间的点积在几何上定义为A⋅B= || A || || B || cosθ。这意味着它是矢量之间的角度的余弦乘以它们的长度。因此，在两个单位矢量的情况下，A⋅B=cosθ。...（完美的光滑度） 3.3 Blinn-Phong模式 我们目前正在根据Blinn反射模型计算反射。但是最常用的模型是Blinn-Phong。它在光线方向和视角方向之间使用一个向量。...法线和半矢量之间的点积确定镜面反射的贡献。 ? ? ? （Blinn-Phong 镜面效果） 这种方法会产生较大的高光，但是可以使用较高的平滑度值来抵消。
聚光灯 这种光源的光线从一个锥体中射出，在被照射的物体上产生聚光的效果。使用这种光源需要指定光的射出方向以及锥体的顶角α。 （2）光的成分 对于每一种光源，都有漫射光和平行光两种成分。...对于光源，R、G、B值等于R、G、B对其最大强度的百分比。...若光源颜色的R、G、B值都是1.0，则是最强的白光；若值变为0.5，颜色仍为白色，但强度为原来的一半，于是表现为灰色；若R＝G＝1.0，B＝0.0，则光源为黄色。...对于材质，R、G、B值为材质对光的R、G、B成分的反射率。比如，一种材质的R＝1.0，G＝0.5，B＝0.0，则材质反射全部的红色成分，一半的绿色成分，不反射蓝色成分。...同样，如果有两束光，相应的值分别为(R1,G1,B1)和(R2,G2,B2)，则OpenGL将各个颜色成分相加，得到(R1+R2,G1+G2,B1+B2)，若任一成分的和值大于1（超出了设备所能显示的亮度
角度的计算可以通过简单的点积来完成，该点积将光方向矢量的投影返回到法线上。 角度越宽，投影越小。 因此，这为我们提供了调制漫射光的正确功能。 ? 本教程中使用的光源是定向照明的近似值。...描述光源的矢量确定光的方向。 由于它是近似值，无论物体在哪里，光线照射到它的方向都是相同的。 这种光源的一个例子是太阳。 对于场景中的所有物体，总是看到太阳朝同一方向发光。...->UpdateSubresource( g_pConstantBuffer, 0, NULL, &cb1, 0, 0 ); 渲染像素着色器中的灯光 一旦我们设置了所有数据并且着色器正确地提供了数据，我们就可以计算来自光源的每个像素的朗伯照明术语...我们将使用之前讨论过的点积规则。 一旦我们将光线与正常光线的点积相乘，就可以将其与光线的颜色相乘，以计算光线的效果。 该值通过饱和函数传递，该函数将范围转换为[0,1]。...请注意，在这种情况下，光看起来很平，因为同一表面上的像素将具有相同的法线。 漫反射是一种非常简单易用的计算照明模型。 您可以使用更复杂的照明模型来获得更丰富，更真实的材料。 最终效果 ?
摘要 图像渲染就是一个这样的过程，输入一组物体，输出一个像素矩阵。把这个像素矩阵输送给显卡，显示器上就可以显示出来图像。本篇介绍下这个过程用到的算法，就是光线追踪。...算法介绍 光线追踪的思路就是从视角发出光线，分别经过屏幕上的每个像素，这样的光线经过屏幕后，找到相交的首个#物体位置，这就是该像素对应的物体，然后再从物体相交点到光源投射一条光线，这时候就可以计算像素值...如下图所示： 光线追踪示意图 从图中可以抽象出要计算一个点的像素值，需要以下步骤： 产生光线，计算从视角经过像素的每条光线 计算光线与物体的相交点 计算阴影 产生光线 接下来先看第一个问题，产生光线。...光线可以表示成如下公式： image.png e是视点，s是屏幕上一个像素位置。 参考图如下： image.png 光线与物体相交 接下来就是第二个问题，怎样计算光线和物体的交点。...阴影计算 阴影计算的一种基础算法是Blinn-Phong模型，将光照模型分为3部分，漫反射，高光，环境光。
我们可以用 \hat{v} \cdot \hat{R} 来计算余弦值以此表示它们是否接近。那么这个反射方向 R 如何计算呢？...Blinn-Phong 反射模型并不计算观察方向和镜面反射方向的夹角余弦值，而是计算「半程向量」（Halfway Vector）和着色点表面法线的夹角余弦值。...最左边的图使用的着色方法是平直着色法（Flat Shading）1，它先在每个多边形上挑选一个点计算颜色（通常是多边形的第一个顶点，如果是三角形也可以选择几何中心），然后对该多边形上其余着色点都直接使用该点的颜色...所以，使用平直着色法的每个多边形上都是统一的颜色。...这导致了如果我们直接对 ab 进行插值算出每个像素点的属性，插值的结果会和三维空间中的插值结果不匹配。因此，我们需要对插值的结果进行修正。
，在物体对应的像素上绘制出来；另一个是图像顺序的渲染，遍历每个像素，将像素覆盖到的物体绘制在屏幕上。...因此基础的光线追踪包含下面三部分，对每个像素执行一次： 生成视线：计算出每个像素发出的视线 视线相交：找出与视线相交的最近一个物体和相交面的法线 着色：利用相交的交点，法线和光照计算出当前像素所需显示的颜色...通常来说通过规定投影面的四边界偏移值和投影面的横像素数量nx和纵像素数量ny，四边界分别是左边界l，右边界r，上边界t，下边界b，然后用下面的式子求得(i,j)处像素的横纵偏移值(u,v)，再叠加到视点位置上得到具体的像素位置...而对于行列式的求法具体在下一章介绍，通常使用拉普拉斯展开来计算 ?...，计算出法线轴对称方向的视线r，然后对画面再进行一次渲染裁剪后放入镜面中。
Blinn-Phong reflectance model 1.1 漫反射项 在介绍本节内容之前首先回顾一下上一节的内容。 前面提到了光可以分成三种： 漫反射光、镜面反射光和环境光。...具体的光线强度计算公式： image.png 上面公式中的 k_d 表示漫反射系数，中间 I/r^2 表示理论上每个着色点对应的光强度，最后一项 \max (0, \mathbf{n} \cdot 1...但是反射方向在实际计算时并不太好计算，所以Blinn-Phong模型对此作了改进，简化了计算，具体方法见下图： image.png 可以看到首先需要定义一个新的矢量，叫做半程矢量(bisector)...2.3 Phong shading Phone shading的大致思路是首先计算出每个三角形顶点的法向方向，之后通过插值的方法计算出三角形内部每个像素的法线方向，这样就可以精确地对每个像素着色。...由前面提到的漫反射计算公式 image.png 可以知道物体表面纹理是由漫反射系数 k_d 控制的,换言之每个像素的漫反射系数应该都可以设置成不同的值从而显示出不同的效果，那么这个怎么做呢？
Blinn-Phong反射模型-高光 我们在lecture7的时候讲了这个Blinn-Phong反射模型的漫反射部分，现在我们继续讲Blinn-Phong反射模型的高光部分 这个高光是怎么产生的呢，我们说当这个物体的表面非常光滑的时候...，光照射过去这个表面就会特别亮，就是这么个道理，但是没有绝对光滑的物体，除了三体里面那个强作用力聚合的中子水滴，所以反射光线就不一样绝对沿着镜面反射的方向，如下图中的R，所以这个高光会出现在R的附近也就是黄色区域...，那么可以知道当R和v比较接近的时候，n和h也比较接近，也就是说我们可以通过n和h的接近程度来衡量看到的高光程度，类似的我们可以得出一个计算高光的式子，因为方向向量都是单位向量，所以余弦值就等于方向向量的点乘结果...这里我们为什么要用n和h来衡量而不直接用R和v呢，其实用R和v衡量的也有，叫phong反射模型，我们这里讲的是Blinn-Phong反射模型，是Phong反射模型的一个改进，那为什么是改进呢，主要是因为...h的计算更加简单，直接将v和l相加单位化即可，而R则需要通过反射算子来计算， 那为什么还有一个指数p呢，主要是因为这个余弦值的容忍度太高了，这个高光的变化不明显，不能明明n和h离的比较远也有高光吧，所以要让这个高光出现的范围变小
： 材质就是用来描述光线和物质之间的相互作用。...Blinn-Phong OpenGL中渲染会使用Blinn-Phong： 其中 ， ， 是材质对应的颜色， 是光线 在法线 对应的反射， 和 是对应的光源和环境光。...，在PBR中我们可以使用改造后的Phong模型： 简单回顾，我们需要基于物理的材质模型来真实的模拟光和物体的交互，可以等同于BRDF。...G表示有多少法线为 的微表面是可见的。...： ，Blinn-Phong distribution 另外需要强调的是，在光线追踪中，我们不仅要能够计算 ，还要采样，计算出对应的概率密度，这些也是BRDF材质模型需要支持的。
着色 这个着色（shading）就是将不同的材质应用到不同的物体上，像一个物体，它可以是木头的、金属的、塑料的…… Blinn-Phong反射模型 我们来看一个简单的着色模型，叫Blinn-Phong反射模型...，这个着色是局部的，而这个阴影则是在光源下点和其他点的作用 漫反射 我们说这个漫反射是光线照射到一个不光滑的地方然后反射出四面八方的光线的现象 但是为什么同样是漫反射有些地方亮有些地方暗呢，大家都知道这是因为光线照射的角度不一样是不是...，我们这里把光给离散化，那如果光是垂直照射到这个平面上自然接受到的光最多，如果是斜的话这个接受到的光能量就会减少，这个就涉及到Lambert余弦定理，就是说我们接收到的光的能量和光源方向与平面法方向之间的夹角的余弦值成正比...这个其实可以解释为什么会有春夏秋冬，并不是因为冬天太阳离地球远了，毕竟是同一颗地球，北半球冬天的时候南半球是夏天是不是，而是因为太阳照射光线的角度随着地球公转发生了变化，冬天是斜着照，接受的光能量比较小...，假设距离光源距离为1的点的光的强度为I，那么可以算出距离为r的点的光的强度为I/r² 然后最后就是怎么计算这个漫反射出来的光，这个n·l是Lambert余弦定理计算出来的余弦值，然后和0取个最大值，因为余弦值为负的没有意义
（光线透过镜头然后通过颜色分离片分离 R G B信息，示意图来自《颜色插值算法改进及其电路设计》） 通过在黑白 cmos 图像传感器的基础上， 增加彩色滤波结构和彩色信息处理模块就可以获得图像的彩色信息...由于人的视觉对绿色最为敏感，所以在 Bayer CFA 中G分量是 R和B 的二倍，在每个像素点上只能获取一种色彩分量的信息，然后根据该色彩分量的信息通过插值算法得到全色彩图像。...2.Demosaic颜色插值 （去马赛克） 当光线通过 Bayer型 CFA（Color Filter Arrays） 阵列之后， 单色光线打在传感器上，每个像素都为单色光，理想的Bayer 图是一个较为昏暗的马赛克图...（1）绿色G通道的R、B像素插值： 在计算G值之前，需要计算好周围的Kr或者Kb，以R点处的G值为例 R_{G_{3,2}} =R_{3,2} + (K_{R_{2,2}} +K_{R_{3,1}}+...插值缺失的绿色 在计算绿色像素值时，不仅使用了边缘方向的像素值进行平均，还使用了色差对平均值进行修正。
真实的环境光可以由光线追踪算法来模拟，但是在传统上由于光线追踪过高的计算代价，通常粗暴地用一个常数值来代表环境光。...为了实现随着可视角度亮度会发生衰减的特性，一种方法是我们可以类似散射着色一样用上图的视角e与光线镜面反射后的向量r产生的夹角的余弦值来作为权重加权，又由于反射发生在物体表面上，所以加权在光源值上来得到着色值...很多时候直接使用这个值得到的高光可视范围过大，直观上看就是反射得到的光斑过大，所以我们利用余弦值属于0~1的特性，用一个指数p来削减它。...实际使用中我们常选择2的指数次的p值，这样就可以用移位来加速运算，也可以采用指数查找表的方式来加速计算 ?...这样计算的效果与之前一致，优点是不用使用max来约束余弦值，缺点是在计算h时需要进行绝对值计算，得到新的高光项如下，在现实使用中这种方法更加常用： ?
PGN：3A统计计算模块（计算awb、af、ae） UDM：利用颜色插值，光分为r,g,b三原色，g是亮度，通过g的插值，得到一下图片。...流程原理： 1、在各个色温下(2500~7500)拍几张白纸照片,假设拍6张(2500,3500…7500),可以称作色温照. 2、把色温照进行矫正,具体是对R/G/B通道进行轿正,让偏色的白纸照变成白色...实际上只矫正R和B通道就可以,这样就得到了6组矫正参数(Rgain,Bgain). 3、通过以上流程，只需要知道当前场景是什么色温,再轿正一下就可以了。...计算色温： 1、取一帧图像数据,并分成MxN块,假设是25×25,并统计每一块的基本信息(,白色像素的数量及R/G/B通道的分量的均值)....Type1、Type2、Type3的区别 1、 Type1：PD像素通过传感器校正，PD值通过传感器计算 2、 Type2：PD像素通过传感器校正，PD像素通过vc输出到isp 3、 Type3：
它包含以下模块（参见图 2中的概述）：(a) 模板跟踪器的生成和跟踪：我们在超像素化图像的区域上添加模板跟踪器，并在图像序列中跟踪它们；(b) 分解平面的聚类：我们依靠均值偏移聚类算法从单应性中对相似的分解平面进行分组...这个变换实际上是由一个旋转矩阵组成的2R1∈ S O ( 3 ), 一个平移向量2吨1∈R3和第一帧中的法向量我1：n1= ( a , b , c)⊤∈R3（等式 1）。...因此，对于每个新的传入帧，我们将新计算的超像素与当前有效的跟踪器进行比较，并在未覆盖的那些上添加新的跟踪器。对于每个超像素，我们的比率定义如下： S tt和S sp分别是模板跟踪器和超像素的区域。...,ñp作为像素数，wrt 相机位姿q和平面参数Π 1 = { n 1 , d }。这表示为 为了计算重投影误差，我们使用每个模板跟踪器的 Delaunay 三角剖分过程中的顶点。...Boix, G. Roig, B. de Capitani and L.
下面来分享选择最合适机器视觉照明的八个小技巧，它们是： （1）检测材料缺损请使用亮度高的光； （2）精确定位请使用合适波长的光； （3）检测玻璃上的刮痕请使用非漫射的光，即Non-Diffused Light...在玻璃中检测裂痕使用非漫射光 比如检测玻璃容器上的裂痕 照明技术：暗场 在这个应用当中，用暗场照明来创立一个明亮的，在暗背景下容易检测的感兴趣特征。在一个暗场区域中光线直接通过透明的瓶子。...这些光线将很难检测的划痕转换到暗背景下的亮特征。 技巧4：检测透明包装使用漫射光 比如检测玻璃容器上的裂痕 照明技术：暗场 在这个应用当中，用暗场照明来创立一个明亮的，在暗背景下容易检测的感兴趣特征。...记住铝上刻印在红光和蓝光下的区别。 技巧6：针对快速移动的物体使用频闪光 当物体快速移动成像是模糊时，就需要使用频闪光。...频闪宽度 = 视场÷ 像素/移动速度 技巧7：消除反射使用红外光 机器视觉系统依靠数字图像中的灰度级转化。在许多视觉应用当中，环境光带来了不想要的亮反射，这样使得检测感兴趣特征变得困难或不可能。
在 normal map 时，normal纹理的 R, G, B, 就是材质对应点法向量的X, Y, Z。当normal是纯色时，normal map 会自动失效。...4. phong 在计算Lambert漫反射的基础上，加上了用phong算法计算的镜面反射。...5. blinn 在计算Lambert漫反射的基础上，加上了用blinn-phong算法计算的镜面反射。blinn-phong 的镜面反射光过渡更平滑，效果更真实，也是大多数渲染管线的默认光照模型。...对于材质上的每一个点，SceneKit通过将transparency与transparent纹理映射点的透明信息相乘，获得最终的像素透明度。...默认 SCNBlendModeAlpha 模式依据各个混合像素点的alpha值，来确定最终颜色的透明度。
，并以此白点为参考对图像进行自动白平衡,最亮点定义为R+G+B的最大值,具体编码步骤如下： （1）计算每个像素的R\G\B之和，并保存到一临时内存块中。...（2）按R+G+B值的大小计算出其前10%或其他Ratio的白色参考点的的阈值T。 （3）遍历图像中的每个点，计算其中R+G+B值大于T的所有点的R\G\B分量的累积和的平均值。...I(:,:,3);%（1）计算每个像素的R\G\B之和，并保存到一临时内存块中。...RGBsum=R+G+B;%（2）按R+G+B值的大小计算出其前10%或其他Ratio的白色参考点的的阈值T。...分别把R，G，B与RL相乘，得到R2，G2，B2。 分别计算R2，G2，B2的平均值，Rav，Gav，Bav； （6）.
着色时，会优先选择多边形的第一个顶点或三角形的几何中心计算颜色。这种着色法实践上的效果很像低面模型，也比较适合使用在高速渲染的场景。值得注意的是，这种着色法难以做出平滑高光效果。...3、Phong平滑着色法 Phong Shading 与Gouraud Shading不同的是，它会对顶点的法线进行插值，并透过每个像素的法向量计算光照特性。...Phong镜面反射模型视觉构成 [ F5 ] Blinn–Phong 模型： 是在OpenGL和Direct3D里默认的着色模型，一种调优后的非物理的Phong模型，顶点间的像素插值使用Gouraud着色算法...理想状态下，像素在显示屏上的亮度也应为线性关系，才能符合人眼对真实世界的观察效果（如图b：横坐标为像素的物理亮度，纵坐标为像素显示时的实际亮度）。...因为在计算机图形中，着色器的运算基本上都是基于物理世界的光照模型来保证渲染真实性的，如果模型的纹理输入值是非线性的（sRGB），那么运算的前提就不统一，输出的结果自然就不那么真实了。
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