조명 모델

■ 조명 모델

조명 모델은 그래픽스에서 빛과 물체의 상호작용을 시뮬레이션하는 데 사용된다.

 

● Phong 조명 모델

Phong 조명 모델은 앰비언트, 디퓨즈, 스펙큘러 조명의 세 가지 구성 요소로 빛의 반사를 설명한다.

- 앰비언트 조명 : 환경 전체에서 균일하게 반사되는 빛으로 모든 표면이 같은 양의 앰비언트 빛을 반사한다.
𝐼 𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡 = 𝑘 𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡 ⋅ 𝐼 𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡

* 𝑘 𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡 : 물체의 앰비언트 반사 계수

* 𝐼 𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡 : 앰비언트 조명의 강도

- 디퓨즈 조명 : 표면에서 산란되는 빛으로, 빛의 입사각에 따라 밝기가 달라진다.
𝐼 𝑑𝑖𝑓𝑓𝑢𝑠𝑒 = 𝑘 𝑑𝑖𝑓𝑓𝑢𝑠𝑒 ⋅ 𝐼 𝑙𝑖𝑔ℎ𝑡 ⋅ (𝐿⋅𝑁)

* 𝑘 𝑑𝑖𝑓𝑓𝑢𝑠𝑒 : 물체의 디퓨즈 반사 계수

* 𝐼 𝑙𝑖𝑔ℎ𝑡 : 광원의 강도

* 𝐿 : 광원 방향 벡터

* 𝑁 : 표면 법선 벡터

- 스페큘러 조명 : 표면에서 반사되는 빛으로, 반사광이 보는 각도에 따라 밝기가 달라진다.
𝐼 𝑠𝑝𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 = 𝑘 𝑠𝑝𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 ⋅ 𝐼 𝑙𝑖𝑔ℎ𝑡 ⋅ (𝑅⋅𝑉)^𝑛

* 𝑘 𝑠𝑝𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 : 물체의 스페큘러 반사 계수

* 𝐼 𝑙𝑖𝑔ℎ𝑡 : 광원의 강도

* 𝑅 : 반사 방향 벡터

* 𝑉 : 시선 방향 벡터

* 𝑛 : 샤이니니스 계수

▶ 총 조명은 세 가지 구성 요소의 합으로 표현된다.
𝐼 = 𝐼 𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡 + 𝐼 𝑑𝑖𝑓𝑓𝑢𝑠𝑒 + 𝐼 𝑠𝑝𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟