7.Shading 1(Shading，pipeline，texture mapping)（着色，管线，纹理映射）
7.Shading 1(Shading，pipeline，texture mapping)（着色，管线，纹理映射）
specular highlight in blinn-phong model（布林冯中的高光）
高光相：由于镜面反射光的方向和观测方向接近
半程向量h=取l和v的角平分线，再做归一化
此处h和n（半程向量和法线）接近相当于v和r（观测方向和反射光）接近
真实情况依然要考虑表面的吸收率，我们在此处省略
用h和n的情况比较多，因为更好计算（其实我也不知道为什么更好算）
为什么要有指数p？
因为单单一个余弦图像的容忍度很大，用它生成的高光也很大
在Blinn-Phong model中p一般采用100到200
展示出来就是这样哒
ks表示了其亮度，p越大高光越小
ambient lighting in Blinn-Phong model（布林冯中的环境光）
环境光不讲究光从哪进来，同时从哪看也没有关系，和法线也没有关系
所以近似认为环境光是一个常数（以上都是大胆的假设，因为深究特别难）
总结一下Blinn-Phong model就是这样啦
布林冯是经验模型，并不基于真实物理光照哦
Shading Frequencies（着色频率）
统一模型着色频率不相同会导致什么？
逐三角形着色：三角形表面就是一个平面，把三角形的法线求出（对边做一个叉积）
这种也叫Flat Shading
逐顶点着色：每个顶点做一次着色（先不管顶点的法线怎么求），三个顶点组成三角形，其内部的颜色用插值获取
这种也叫Gouraud Shading
逐像素着色：对前文提到的三角形内的每个像素都插值出独特的法线方向，对每个像素进行一次着色，得到相对比较好的结果
这种也叫Phong Shading（这和前面那个布林冯不一样！虽然都是冯发明的，但这个是着色频率）
哪一种更好呢？并无绝对
几何足够复杂时，使用相对简单的着色模型也能得到不错的结果
（不是很能理解的话具体看图，每一行都是同一种几何形体使用不同的着色模型，我们发现第三种几何形体已经很复杂了，但使用三种方法都相差无几，但使用冯着色模型会造成更大开销）
历史遗留问题：我如何获得逐顶点和逐像素的法线
逐顶点如下：
求一个顶点的法线，取和他关联的平面的法线的平均值（好办法）
逐像素如下：
求得顶点的法线后，用重心坐标求出其中的法线过渡（记得归一化哦）
Graphics（Real-time Rendering）Pipeline（图形管线/实时渲染管线）
给我着色模型！给我三维模型！给我光照条件！就能得到渲染结果！
管线：从一个真实场景到演示一份图像，中间发生了什么？
- 输入空间中的点
- 将三维空间中的点投影到屏幕上
- 这些点形成三角形
- 光栅化（将三角形画在屏幕上）
- 三角形离散成各个像素
- 对每个像素进行着色
- 输出图像
现代GPU允许我们自己编程控制像素和顶点如何进行着色，这个过程我们称为shader
shader是每个顶点或每个像素通用的执行方法，只需要管每个顶点每个像素如何运作，而不是写循环。
如果我们写的是顶点的操作，则这个shader被称为vertex shader（顶点着色器）
如果我们写的是像素的操作，则这个shader被称为fragment/pixel shader（片段/像素着色器）
此处使用的GLSL是OpenGL的着色语言，图片中是像素着色器的一个小程序
接下来闫老师讲了一堆巴拉巴拉的不好总结
硬要总结一下的话就是“非常简单”（圈起来要考的）
讲了一堆硬件相关所以这里就先略过了
texture mapping（纹理映射）
引入纹理映射的基本思路：希望在物体不同位置定义不同的属性（漫反射系数或其他）
先做一个声明：任何三维物体的表面都是二维的
所以texture（纹理）是什么：texture就是一张（image）图
将这张图蒙在物体上（图上的点和物体上的点一一对应），这个过程就叫纹理映射
（闫老师能不能用点阳间的图，san值狂掉）
怎么把空间中的三角形映射到平面上？
- 需要艺术家（美工）做出一个模型，然后展开贴在物体上，对美工来说这是一个繁重的过程
- 给一个模型，我们将其展开为一个平面，希望三角形尽量少扭曲，这个过程很难，会是以后重要的研究方向（参数化）
我们在纹理上定义一个坐标系（u，v）（uv的范围都在0到1）
这样就可以把任意物体的三角形映射到纹理上显示出来
接下来我们想知道：
如果知道三角形对应顶点的uv，那么如何知道三角形内部对应每个点的uv
下节课会着重介绍插值（通过三角形的三个顶点属性，在三角形内部做一个平滑的过渡）
本文于4.20 17:25完成，终于明白什么是管线啦！（豁然开朗好开心）