8.1.2 漫反射光

��漫反射光是由物体表面的粗糙不平引起的,它均匀地向各个方向传播,与视点无关。根据朗伯(Lambert)余弦定律,漫反射光在空间均匀分布,反射光强I与入射光的入射角θ的余弦成正比,即:
��其中, 是漫反射系数(0~1之间的常数),与物体表面性质有关; 是入射光(光源)的光强;θ是入射光的入射角,即入射光与物体表面法向量之间的夹角。可见,对于朗伯反射,光强在所有的观察方向上都相同,它与视点的位置无关。
��设物体表面在照射点P处的单位法向量为N,P到点光源的单位向量为L,则上式可表达为如下的向量形式:
(8-1-2)

��漫反射光的颜色由入射光的颜色和物体表面的颜色来确定。注意:在RGB颜色模型中,把入射光强I设为三个分量,分别代表RGB三基色的光强,通过这些分量的值来调整光源的颜色。同样的,漫反射系数Kd也有三个分量,分别代表RGB三基色的漫反射系数,它们反映物体的颜色,通过调整它们,可以设定物体的颜色。于是,(8-1-2)式可以改写为:

  当入射角θ=0~ 时,点光源才照亮面片;否则,cosθ<0, 光源位于物体的背后,光亮度为0。当入射角θ为0时,光源垂直照射在物体表面上,反射光强度最大。

��漫反射光的颜色取决于光源的颜色和材料的漫反射系数。如果材料的漫反射系数不同,同一个光源在相同的入射角照射不同材料时会出现不同的颜色。
��如果有多个光源,则可以把各个光源的漫反射光照效果进行叠加。这时,朗伯漫反射光照模型可以写成:

其中,Ipi表示第i个点光源的光强,Li和是物体表面上的照射点P指向第i个点光源的单位向量,m是光源的个数,这里假定这m个光源均位于光照表面的正面。
��在实际中,从周围环境投射来的环境光也会有相当的影响。我们可以将环境光和Lambert漫反射的光强合并,得到一个比较完整的漫反射表达式: