Gouraud明暗处理的探索

常见的插值方法及其原理

常见的插值方法及其原理这一节无可避免要接触一些数学知识，为了让本文通俗易懂，我们尽量绕开讨厌的公式等。为了进一步的简化难度，我们把讨论从二维图像降到一维上。首先来看看最简单的‘最临近像素插值’。 A,B是原图上已经有的点，现在我们要知道其中间X位置处的像素值。我们找出X位置和A,B位置之间的距离d1,d2，如图，d2要小于d1,所以我们就认为X处像素值的大小就等于B处像素值的大小。显然，这种方法是非常苯的，同时会带来明显的失真。在A,B中点处的像素值会突然出现一个跳跃，这就是为什么会出现马赛克和锯齿等明显走样的原因。最临近插值法唯一的优点就是速度快。图10，最临近法插值原理接下来是稍微复杂点的‘线性插值’（Linear）线性插值也很好理解，AB两点的像素值之间，我们认为是直线变化的，要求X点处的值，只需要找到对应位置直线上的一点即可。换句话说，A,B间任意一点的值只跟A,B有关。由于插值的结果是连续的，所以视觉上会比最小临近法要好一些。线性插值速度稍微要慢一点，但是效果要好不少。如果讲究速度，这是个不错的折衷。图11，线性插值原理

其他插值方法立方插值，样条插值等等，他们的目的是试图让插值的曲线显得更平滑，为了达到这个目的，他们不得不利用到周围若干范围内的点，这里的数学原理就不再详述了。图12，高级的插值原理如图，要求B,C之间X的值，需要利用B,C周围A,B,C,D四个点的像素值，通过某种计算，得到光滑的曲线，从而算出X的值来。计算量显然要比前两种大许多。好了，以上就是基本知识。所谓两次线性和两次立方实际上就是把刚才的分析拓展到二维空间上，在宽和高方向上作两次插值的意思。在以上的基础上，有的软件还发展了更复杂的改进的插值方式譬如S-SPline, Turbo Photo等。他们的目的是使边缘的表现更完美。

第八章光照模型与面绘制算法

第8章光照模型与面绘制算法对物体进行透视投影，然后在可见面上产生自然光照效果，实现场景的真实感显示。（彩图1.15，1.36 等）绘制真实感图形涉及物理学和心理学两个方面。光（电磁能）经过和周围具体环境的互相作用后到达人的眼睛，刺激人的眼睛（在人的眼睛里，发生物理和化学变化），生成人脑所能感知的电脉冲，使我们“看见”物体。一个光照明模型（illumination model）（明暗模型主要用于物体表面某点光强度的计算。面绘制算法（surface-rendering algorithm）是通过光照模型中的光强度计算，确定场景中物体表面的所有投影象素点的光强度。面绘制有二种方法： 1．将光照模型应用于每个可见面的每一点（如光线跟踪算法） 2．经过少量的光照模型计算，在面片上进行亮度插值（扫描线方法）图形学中的真实感成像包括两部分内容： 1．物体的精确图形表示； 2．场景中光照效果的物理描述，如：光的反射，透明性、阴影表面纹理等。光照模型包含许多因素： 1．物体类型：物体的透明度，物体表面可以是光亮的、阴暗的；物体表面的纹理； 2．物体相对于光源的位置； 3．光源的属性：形状、颜色、位置； 4．观察平面的位置和方向等。光强度的计算量较大，如较精确的计算模型：辐射度算法，考虑场景中光源与物体表面间辐射能量的传递，计算强度。大多数软件包采用简化的光照计算和经验模型（如phong模型，Gouraud 模型等） §1 光源观察一个不透明不发光的物体时，从物体表面得到反射光.（从光源发

出的,或从周围物体获得的）光源：发光物体：灯泡、太阳；反射光源：房屋的墙壁。有时一个光发物体，既是光源又是反射体，如：一个塑料球内放置一个灯泡，球表面上既发光也反射光。光源分为： 1．点光源：是发光体的最简单的模型。如太阳、小灯泡、离场景足够远的光源、比物体小得多的光源。光线由光源向四周发共用散。 2．分布式光源：如：日光灯，与场景中面片比不足够小。光线被投射到一个物体后会： 1）被反射：反射光线的强弱由表面的材质类型决定； 2）被吸收； 3）被折射（透明物体）。表面光滑的材质，反射较多的入射光，吸收较少的入射光；表面粗糙的物体往往将发射光向各个方向散射：—漫反射（光线的散射现象）。反射包括： 1）漫反射；粗糙的物体表面将反射光向各个方向散射=>从各个视角观察到的光亮度几乎相同。物体的颜色实际上就是入射光线被漫反射后表现出的颜色。如：一束白光照在一个蓝色物体-->蓝色被反射其它的被吸收；红光->蓝色物体，物体为黑色（红光被吸收）。 2）镜面反射：磨光的物体表面上产生高光或强光。 §2、基本光照模型在基本光照模型中，假设所有的光源均为点光源，且已知其位置和光强度（颜色）。它是一中简单有效的方法。在基本光照模型中光线的计算，主要基于物体表面的材质，背景光线条件及光源。 1、环境光一个物体表面即使不直接暴露于光源之下，只要其周围的物体被照明，它也可能看得见。环境光（ambient light）：或称背景光（泛光），是场景的基准光亮度。

什么是明暗素描_造型手段

什么是明暗素描_造型手段明暗素描是素描的一种。是以明暗色调为主要表现手段的素描形式，是将对形体的明暗感觉和形体体积的认识统一起来塑造和表现形体的素描方法。那么你对明暗素描了解多少呢?以下是由整理关于什么是明暗素描的内容，希望大家喜欢! 明暗素描，作为造型艺术的基本功之一，有它的客观规律。在绘画上有“三大面”的论述，我国传统山水画论上亦有“石分三面”之说。在现实生活中，“体”的构成至少要有四个平面，而在视觉上，无论是从什么角度去看物体，我们的眼睛能同时看到的最多只有三个面，也只有在看到三个面时，物体的体积感最强、所以、三个大面是绘画上构成体的基础。在这个基础上往细里推，由整体到局部，可以求得很多层次的三大面;;即很多层次的由大而小的体的感觉，也就是大的起伏上的小的起伏。但不论怎样柱细里推，细部总要服从整体，以保持三大面的整体感，求得大体与局部(小体)的统一。实际上一个物体是很复杂的，它决不止三大面，但用构成体的基本三大面的观点去看物体，就可以主次分明地去分析体面的关系。明暗素描的造型手段尽管素描的表现技法多种多样，但其造型的基本手段可归纳为两种：就是前章提到的线条与明暗。在实际作画时，可以完全用线描或完全用明暗调子来表现对象。我国传统绘画中的白描、双勾等以线条造型，有着悠久的历史。

在西方、如法国十九世纪古典主义大师安格尔就是用极其准确而简练的线条，以优美的韵律，丰富而真实地表现了不同的人物形象的。而用明暗调子生动而有力地揭示了对象内在美的巨匠亦不乏其人，俄罗斯的洛森科、伊凡诺夫、苏里科夫，瑞典的佐恩，法国的普吕东等等，都是杰出的代表。而把线条与明暗两者结合作画，亦为众多艺术家所运用，我国当代著名画家徐悲鸿先生的素描，就是融合了中外面法之长处，将洗练的线条与丰富的明暗层次结合起来而达到高度的造诣。运用线条能充分地抒发作者的激情，可生动有力地表现对象，此法多为中国画等专业的素描所采用。明暗素描适宜于立体地表现光线照射下物体的形体结构及物体各种不同的质感、色度与空间距离感等等，使画面更具真实性。因此，明暗素描对明暗调子和明暗处理手法的研究，作为壁画、水彩画、水粉画、色彩画、甚至版画等的造型的基础训练，是十分重要的。所以，本章着重谈谈素描中的明暗调子和明暗造型的基本规律。明暗现象的产生，是物体受到光线的照射的结果，是客观存在的物理现象，光线不能改变物体的形体结构。表现一个物体的明暗调子，正确处理其色调关系，首先就要对对象的形体结构要有正确的、深刻的理解和认识。因为物体的形体、结构的透视变化，物体表面各个面的朝向不同，所以光的反射量也就不一样，因而就形成了色调。所以，我们必须抓住形成物体体积的基本而的形状，即物体受光后出现受光部和背光部两大部分，再加上中间层次的灰色，也就是前面说的“三

Surfer插值方法介绍中英混合版

一篇英文文章，用百度翻译翻译的还有一篇中文文章供参考满满的诚意，求赏金 ABSTRACT SURFER is a contouring and 3D surface mapping program, which quickly and easily transforms random surveying data, using interpolation, into continuous curved face contours. In particular, the new version, SURFER 8.0, provides over twelve interpolation methods, each having specific functions and related parameters. In this study, the 5 meter DTM was used as test data to compare the various interpolation results; the accuracy of these results was then discussed and evaluated. 摘要冲浪是一个轮廓和三维表面的绘制程序，并迅速和容易地变换随机测量数据，使用插值，成连续的曲面轮廓。特别是，新版本，上网8，提供超过十二的插值方法，每一个具有特定功能和相关参数。在这项研究中，5米DTM作为测试数据，比较不同的插值结果；讨论和评价，然后这些结果的准确性。 1. INTRODUCTION How to adequately use exist numerous wide-distributed height points has been an important topic in the field of spatial information. Normally, contouring is the way to accurately describe the terrain relief by means of Scenography, Shading, Hachure and Layer Tinting in a way which is best fit to the habit of human vision. Presently, discretely collected height points have to be interpolated to form curved faces, the selection of spatial interpolation methods decide the quality, accuracy and follow-up analysis applications. Interpolation methods are used here to calculated the unknown heights of interested points by referring to the elevation information of neighboring points. There are a great many commercial interpolation software, however, most of them are tiny and designed to solve specific problems with limited versatility. The SURFER is a software developed by US GOLDEN company, and the newest version 8.0 contains up to 12 interpolation methods to been free chosen for various needs. Users are suggested to first have the basic understanding of every interpolation methods before he or she can effectively select parameters in every interpolation methods. In the following paper, we will introduce every interpolation method in SURFER. 1。简介如何充分利用现有的众多分布高度点一直是空间信息领域的一个重要课题.。通常，轮廓是准确地运用透视法，描述地形的阴影，Hachure和分层设色的一种方式，是人的视觉习惯，最适合。目前，离散采集高程点必须插值曲面形状、空间插值方法的选择决定的质量，精度和后续分析中的应用。这里采用插值法计算邻近点的高程信息，计算感兴趣点的未知高度.。有许多商业插值软件，但是，他们大多是微小的，旨在解决特定问题的有限多功能性。上网是一个由美国黄金公司开发的软件，最新版本8包含

arcgis空间内插值教程

GIS空间插值（局部插值方法）实习记录一、空间插值的概念和原理当我们需要做一幅某个区域的专题地图，或是对该区域进行详细研究的时候，必须具备研究区任一点的属性值，也就是连续的属性值。但是，由于各种属性数据（如降水量、气温等）很难实施地面无缝观测，所以，我们能获取的往往是离散的属性数据。例如本例，我们现有一幅山东省等降雨量图，但是最终目标是得到山东省降水量专题图（覆盖全省，统计完成后，各地均具有自己的降雨量属性）。空间插值是指利用研究区已知数据来估算未知数据的过程，即将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面。利用空间插值，我们就可以通过离散的等降雨量线，来推算出山东省各地的降雨量了。二、空间插值的几种方法及本次实习采用的原理和方法 –整体插值方法 ?边界内插方法 ?趋势面分析 ?变换函数插值 –局部分块插值方法 ?自然邻域法 ?移动平均插值方法：反距离权重插值 ?样条函数插值法（薄板样条和张力样条法） ?空间自协方差最佳插值方法：克里金插值 ■局部插值方法的控制点个数与控制点选择问题局部插值方法用一组已知数据点（我们将其称为控制点）样本来估算待插值点（未知点）的值，因此控制点对该方法十分重要。为此，第一要注意的是控制点的个数。控制点的个数与估算结果精确程度的关系取决于控制点的分布与待插值点的关系以及控制点的空间自相关程度。为了获取更精确的插值结果，我们需要着重考虑上述两点因素（横线所示）。第二需要注意的是怎样选择控制点。一种方法是用离估算点最近的点作为控制点；另一种方法是通过半径来选择控制点，半径的大小必须根据控制点的分布来调整。 S6、按照不同方法进行空间插值，并比较各自优劣打开ArcToolbox——Spatial Analyst 工具——插值，打开插值方法列表，如下图：

《素描的明暗关系及表现手法》教学设计

《素描的明暗关系及表现手法》教学设计授课时间：2012年8月12日授课人：祁正铭一、教材分析明暗造型素描是美术造型的基本方法之一，也是美术能力训练的重要手段。明暗现象的产生，是光线作用于物体的结果。学生学习明暗造型素描，首先应理解清楚光、明暗、调子的关系及其变化规律。明暗造型素描是以一定的光线照射在物体上为写生前提。以准确地、艺术地表现出物体的受光部与背光部及两者的明暗关系为依据来进行的写生与艺术表现的事实。就一幅明暗造型素描的作品而言，画面中的黑、白、灰三要素的并存与艺术处理也是颇为重要的。它既有构图时各物体的搭配与组合处理，也有画面上的安排与配置处理。这三要素处理不好，画面就会出现或灰或暗或弱或光等诸种缺陷，而这些缺陷又不是学生进行明暗造型素描练习中的常见毛病。将这三要素具体运用于某一物体的明暗造型中，有时也可将其理解为三大面的调子关系。二、教学思路通过教学，让学生掌握明暗造型素描的形体明暗变化规律，懂得两大部、三面五调是明暗调子最基本的现象。理解物象的基本形体结构。透视变化和组合关系，把物象的主要形体转折部分分析出来，运用直线勾画出物象的主体轮廓。运用主体的观念，根据光源的来向，对物体进行两大部分、三大面、五调子的观察、分析强调明暗交界线，将物体的明暗有对比地稍加皴画，明确物象黑、白、灰的大致关系。同时掌握明暗的表现方法。三、教学目标通过本课学习，使学生初步了解基本形体的明暗变化规律，懂得两大部、三大面、五调子是明暗造型素描最基本法则，并掌握其基本的作画步骤与经验，培养学生整体观察、分析事物和表现事物的造型能力。四、教学重点与难点 1、重点： ⑴、理解两大部五调子是最基本的明暗造型素描法则 ⑵、明暗造型素描的表现方法 2、难点：整体观察、整体描绘的作画方法五、教具与学具准备 1、教具：石膏几何模型两个（球体、正方体）、素描范画若干 2、学具：

素描知识光的特点和明暗关系

素描知识光的特点和明暗关系素描知识中光的三面无调：物体的形象在光的照射下，产生了明暗变化。光源一般有自然光、阳光、灯光（人造光）。因为光的照射角度不同，光源与物体的距离不同，物体的质地不同，物体面的倾斜方向不同，光源的性质不同，物体与画者的距离不同等，都将产生明暗色调的不同感觉。在学习素描中，掌握物体明暗调子的基本规律是非常重要的，物体明暗调子的规律可归纳为“三面五调” 三面：物体在受光的照射后，表现出不同的明暗，受光的一面叫亮面，侧受光的一面叫灰面，背光的一面叫暗面。这就是三面。五调：调子是指画面不同明度的黑白层次。是体面所反映光的数量，也就是面的深浅水准。对调子的层次要善于归纳和概括，不同的素描调子体现的不同的个性、风格、爱好和观点。在三大面中，根据受光的强弱不同，还有很多明显的区别，形成了五个调子。除了亮面的亮调子，灰面的灰调和暗面的暗调之外，暗面因为环境的影响又出现了“反光”。另外在灰面与暗面的交界的地方，它既不受光源的照射，又不受反光的影响，所以挤出了一条最暗的面，叫“明暗交界”。这就是我们常说的“五大调子”。当然实际画起来，不但仅是这五的调子，还要更丰富。但在初学时，我们起码要把这五种调子把握好。在画面中树立调子的整体感，即画面黑、白、灰的关系，使用好这几大调子来统一画面，表现画面的整体效果。光的特点及分析：条件：单一的光源、白色的石膏球体放置于灰色的桌面上。背光面：光源不能直接照射之处(背光)是背光面，也叫暗部。明暗交界线：亮部与暗部的分界线(光线和球成0度角的位址)。投影：球体挡住光线在桌面上形成的阴影。

反光：桌面反射光照射球体所形成的偏亮部分。分析：高光＞亮灰＞反光＞暗灰＞明暗交界线高光：离光源最近的一点，在画面中就是最亮的一点。受光面：光源直射处(向光)是受光面，也叫亮部。 (1) 高光到明暗交界线，是光线与球体各点切面的角度由大到小，也是球体各点离光源由近到远，所以在画面上高光到明暗交界线的明暗是由亮到暗逐渐变化的。 (2) 反光到明暗交界线，因光线以直线传播，所以暗部不能接受光的直接照射，接受的光都是反射光和散射光，所以暗部明显的比亮部暗。但***近桌面的反光部分接受的反射光多，越***近明暗交界线接受的越少，所以在画面上反光到明暗交界线是由较亮到暗逐渐变化的.

光照模型作业

光照模型逄瑶瑶（山东师范大学 2012级传媒学院数字媒体艺术，济南 250355 ）摘要：计算机如何生成三维形体的真实图形是计算机图形学研究的重要内容之一，光照模型是真实感图形技术的重要组成部分，它主要研究的是如何根据光学物理的有关定律，采用计算机来模拟自然界中光照明的物理过程。本文通过对光源特性和物体表面特性、局部光照模型和整体光照模型的具体分析，完成对光照模型的系统阐述。关键词：光源特性、局部光照模型、全局光照模型、真实感图形Abstract: how to generate a three-dimensional shape of the computer's graphics are an important part of research in computer graphics, lighting model is an important part of photorealistic graphics technology, it is mainly based on the study of how the relevant laws of optical physics, using computer simulation the physical nature of light illumination process. Based on the source characteristics and surface characteristics, specific analysis of partial illumination model and overall illumination model, complete illumination model describes the system. Keywords: source characteristics, local illumination model, global illumination model, realistic graphics 1引言：真实感图形学作为一种图形生成技术，一直是计算机图形学研究的前沿领域，其中光照模型的研究对真实感图形的生成至关重要。物体表面的色彩和明暗变化主要和两个因素有关，即光源特性和物体表面特性。计算机图形学的光照模型分为局部光照模型和全局光照模型。 2光源特性与物体表面特性 2.1光源特性（1）光的色彩光的色彩一般用红、绿、蓝三种色光的组合来描述。三种色光按不通过比例合成便形成光的不同色相，因此，色光可视为坐标空间中由红（R）、绿（G）、蓝（B）三色光构成的一个点，表达式为： color_light=(I r，I g，I b) 其中I r，I g，I b分别为R，G，B三色光的强度。（2）光的强度光的强弱由RGB三色光的强弱决定，三色光在总光强中的权值各不相同。总的光强I为： I=0.30 I r+0.59I g+0.11I b 由此可见，各色光对总光强的权值大小依次为0.30、0.59、0.11. （3）光的方向按照光的方向的不同，可以将光源进行分类，一般可以分为：点光源、分布式光源和漫射光源。

球体明暗调子素描教案

第二课球体明暗调子素描高三美术一、教学目的与要求：学习并掌握球体明暗素描的五大调子变化特点；找准明暗交接线，能较好地表现球体的明暗关系；认识学习球体明暗的重要意义，了解球体饱满、团实、圆滑的审美特点，体会不同明暗调子球体素描的审美感受。二、教学重点：球体明暗五大调理解与表现；三、教学难点：明暗交界线的确定与表现；四、教学方法：讲授、观察、写生等；五、教学原则：直观性原则、实践性原则、审美性原则等；六、教学时间：一周教学时七教学准备：1、写生物（石膏球体、聚光灯）；2、示范工具材料； 3、明暗素描范画及学生作业； 4、电子幻灯课件。八、教学过程：（一）、导入：前面我们已学习了几何体中方体、柱体、锥体明暗素描。有着“现代艺术之父”之称的著名画家塞尚强调：生活中所有物体，都可以概括为几何形体。 [出示图1、2] 指出画中物体可看作什么几何体？生活中还有许多物品接近球体：如人头、水果等。[出示球体]球体给人以饱满、团实、运动、柔和的美感。这说明画好球体是素描的基础，对于高考十分重要！下面我们就学习球体明暗调子及画法：（二）、球体明暗光影调子分析10＇ [ 出示石膏球体，用聚光灯照并变换光照的角度 ] 引导学生观察并思考：1、光照后，球体表面象地球一样，出现明、暗半球。思考受光半球与背光半球的基本调子有那些？它与光源、光线有何关系？球体投影有何特点？依次说出球面五大调；学生填表，教师补充：

另外，球体的投影在台面呈椭圆形状，与光线相对，接近光源的地方较实些、暗些。球面五大调按受光顺序依次为：亮调-----次亮调-----明暗交界线-----次暗调-----反光调（球体与圆柱体明暗调子极为相似，这也是物体明暗调子最基本、最普遍的规律！）注意：这五大调中也还有若干调子细微变化！如亮调中有高光，物体之外有投影。球面暗交界线调子最暗，为明暗的分界处，是画好球体明暗的关键所在。 2、改变光照的角度，学生指出球体的明暗交界线；思考：A、明暗交界线起点、终点的连线与球心联系，并指出与光线是什么关系？ B、明暗交界线是一条线吗？其调子是否有变化？归纳：球体明暗交界线的变化，犹如月亮的阴晴圆缺变化。但不管怎么变，受光半球与背光半球部分相等。显示图5，归纳要点[板书]：球体明暗交界线特点： A、光线与球面相切形成明暗交界线，它的起点、终点的连线过球心（即为直径）； B、起点、终点的连线与光线垂直； C、为狭长的面，其调子有虚实、明暗变化。 3、学生分组比较图 4、 5、 6、球体素描，体会逆光、侧光、正光调子的审美感受：逆光调子深沉厚重，富有张力；侧光调子层次分明，体积感强，易于表现；正光调子轻松、明快。（三）、球体写生基本步骤及明暗调子的表现（结合图片讲解）共17 ＇ 1、学生思考并说出写生画球体基本步骤： [ 教师在下步示范中补充完善有关要点] 4＇ A、整体观察分析图6：

常见插值方法及其介绍

常见插值方法及其介绍 Inverse Distance to a Power（反距离加权插值法）”、 “Kriging（克里金插值法）”、 “Minimum Curvature（最小曲率)”、 “Modified Shepard's Method（改进谢别德法）”、 “Natural Neighbor（自然邻点插值法）”、 “Nearest Neighbor（最近邻点插值法）”、 “Polynomial Regression（多元回归法）”、 “Radial Basis Function（径向基函数法）”、 “Triangulation with Linear Interpolation（线性插值三角网法）”、 “Moving Average（移动平均法）”、 “Local Polynomial（局部多项式法）” 1、距离倒数乘方法距离倒数乘方格网化方法是一个加权平均插值法，可以进行确切的或者圆滑的方式插值。方次参数控制着权系数如何随着离开一个格网结点距离的增加而下降。对于一个较大的方次，较近的数据点被给定一个较高的权重份额，对于一个较小的方次，权重比较均匀地分配给各数据点。计算一个格网结点时给予一个特定数据点的权值与指定方次的从结点到观测点的该结点被赋予距离倒数成比例。当计算一个格网结点时，配给的权重是一个分数，所有权重的总和等于1.0。当一个观测点与一个格网结点重合时，该观测点被给予一个实际为 1.0 的权重，所有其它观测点

被给予一个几乎为0.0 的权重。换言之，该结点被赋给与观测点一致的值。这就是一个准确插值。距离倒数法的特征之一是要在格网区域内产生围绕观测点位置的"牛眼"。用距离倒数格网化时可以指定一个圆滑参数。大于零的圆滑参数保证，对于一个特定的结点，没有哪个观测点被赋予全部的权值，即使观测点与该结点重合也是如此。圆滑参数通过修匀已被插值的格网来降低"牛眼"影响。 2、克里金法克里金法是一种在许多领域都很有用的地质统计格网化方法。克里金法试图那样表示隐含在你的数据中的趋势，例如，高点会是沿一个脊连接，而不是被牛眼形等值线所孤立。克里金法中包含了几个因子：变化图模型，漂移类型和矿块效应。 3、最小曲率法最小曲率法广泛用于地球科学。用最小曲率法生成的插值面类似于一个通过各个数据值的，具有最小弯曲量的长条形薄弹性片。最小曲率法，试图在尽可能严格地尊重数据的同时，生成尽可能圆滑的曲面。使用最小曲率法时要涉及到两个参数：最大残差参数和最大循环次数参数来控制最小曲率的收敛标准。 4、多元回归法多元回归被用来确定你的数据的大规模的趋势和图案。你可以用几个选项来确定你需要的趋势面类型。多元回归实际上不是插值器，因为它并不试图预测未知的Z 值。它实际上是一个趋势面分析作

空间插值算法-反距离加权法

Show Inverse Distance Weighted Interpolation One of the most commonly used techniques for interpolation of scatter points is inverse distance weighted (IDW) interpolation. Inverse distance weighted methods are based on the assumption that the interpolating surface should be influenced most by the nearby points and less by the more distant points. The interpolating surface is a weighted average of the scatter points and the weight assigned to each scatter point diminishes as the distance from the interpolation point to the scatter point increases. Several options are available for inverse distance weighted interpolation. The options are selected using the Inverse Distance Weighted Interpolation Options dialog. This dialog is accessed through the Options button next to the Inverse distance weighted item in the 2D Interpolation Options dialog. SMS uses Shepard's Method for IDW: Shepard's Method The simplest form of inverse distance weighted interpolation is sometimes called "Shepard's method" (Shepard 1968). The equation used is as follows: where n is the number of scatter points in the set, fi are the prescribed function values at the scatter points (e.g. the data set values), and wi are the weight functions assigned to each scatter point. The classical form of the weight function is: where p is an arbitrary positive real number called the power parameter (typically, p=2) and hi is the distance from the scatter point to the interpolation point or where (x,y) are the coordinates of the interpolation point and (xi,yi) are the coordinates of each scatter point. The weight function varies from a value of unity at the scatter point to a value approaching zero as the distance from the scatter point increases. The weight functions are normalized so that the weights sum to unity.

素描入门基础物体明暗关系处理

素描入门基础物体明暗关系处理光与明度的关系： 1：物体靠近光源近，亮的更亮，暗的更暗，对比强烈：反之光源越远，亮面越弱，暗面也越灰。（下图所示的亮、灰、暗也就是我们经常所说的素描三大面） 2：物体离画者越近，明暗对比越强，越远明暗对比越弱，其实就是近实远虚。（如下图所示）

物体离画者越近，明暗对比越强，越远明暗对比越弱，其实就是近实远虚。素描写生中的五调子： 1：受光面（亮面）：是物体受光线90度直射的地方，这部分受光最大，调子淡，亮部的受光焦点叫“高光”，一般只有光滑的物体才能出现。 2：中间色（灰面）：是物体受光侧射的部分，是明暗交界线的过渡地带，色阶接近，层次丰富。 3：明暗交界线：由于它受到环境光的影响，但又受不到主要光源的照射，因此对比强烈，给人的感觉调子最深！ 4：反光部：暗部由于受周围物体的反射作用，会产生反光。反光作为暗部的一部分，一般要比亮部最深的中间颜色要深。 5：投影：就是物体本身影子的部分。它作为一个大的色块出现，也算五调子之一。投影的边沿近处清楚，渐远的模糊！（如下图所示）

为了更加明确地理解明暗调子，根据光源和物体的体面形成的角度，我们以1--6的调子变化说明明暗调子在物体上所呈现的形式（如下图所示） 1：直接受光面（高光） 2：光源侧射部分（中间色） 3：背景（亮面偏暗，暗面偏亮） 4：暗面部分 5：反光部分 6：明暗交界线和投影部分。北京桔子树少儿美术培训班课程内容通常分为：少儿素描培训班、少儿国画培训班、少儿油画培训班、少儿水粉培训班、少儿漫画培训班、少儿创意美术培训班。北京桔子树少儿美术培训班课程介绍：按照教学总计划指定的课程内容包括：线描创作，水粉创作，油画基

7、明暗关系的理解和练习

备课纸年月日备课日期: 年月日

素描的观察方法 1、形体观察现实生活中的物体都有自己的特征和形态、质地、重量及空间。但我们通过观察、概括，可以发现他们不外乎都是由方形和圆形组成的。所以在观察任何物体时，都必须把它概括成最简单的基本形。通过透视规律后，就可以用这些简单的基本形把十分复杂的形体表现出来。在形体观察阶段，学生对物体的形基本都能做到归纳概括。 2、形体结构物体都有自己的外形和内部构造，在写生中不能只注意外形的变化，在素描训练中，强调结构十分重要。在一般情况下，物体的内部结构关系是不会变化的，无论环境光线如何变化，都只能引起明暗色调的变化，其本身的结构并不会因为环境光线的因素而有所改变。因此只有熟悉理解了写生对象的形体和结构关系才能准确地塑造物体。在进行全因素素描前有必要作一两幅结构素描练习。 3、形体比例写生过程中，必须强调比例关系的准确。要做到比例关系的准确性，就必须在观察阶段就要整体观察、整体比较、整体表现，切不可局部观察和绘画。确定比例关系的方法是：从整体到局部，先确定大的全局比例关系，如最高最低，最左最右，在图中的位置最大物体中间的最小物体等，然后再确定从大到小的局部的比例关系。其中的局部比例关系一定要服从整体的比例关系，要不断在画面上下左右，利用水平线、垂直线、斜线和虚的辅助线反复比较，以检查比例的准确性。 4、形体与明暗

形体造型准确后，明暗光影就是素描造型的重要表现形式之一了。由于物体质地所吸收和反射光的强弱有所差别，就形成了明暗光影的不同。另外光照的角度和强弱也使得物体的明暗层次更加丰富和复杂。大多数学生都对“三大面”“五大调子”有所了解，但在运用到写生过程中，却常常表现得不够充分。所谓三大面指的是；亮面、灰面和暗面；五大调子则是亮面、灰面、明暗交界、暗面反光及投影。在写生中，主要出现的问题有两种：一种是灰面的层次表现得不够丰富，使画面仅仅区别了亮面和暗面，没有表现出亮灰、暗灰、环境以及反光对物体复杂的影响。另一种是灰面过多，而亮面、暗面区分不明确，使得整幅画缺少重点强调的部分，都很平均，也就是所说的“画灰”了。因此，作画中必须反复比较亮部、暗部以及其它中间层次，在统一中求变化，在强调差别时又要注意画面整体性。另外，还有少数学生杜宇明暗交界线和投影还有些问题。明暗交界线是区分出亮面和暗面的一个交界的线形，它一般沿着物体造型结构的走势出现在受光面和背光面之间，而不是自身形成的不与物体造型相干的部分。投影一般是字铺大调子是和物体的暗面一同铺的，投影的形状也是依据物体造型的不同而不同，而且投影月靠近物体的部分越黑，反之越远越亮。 5、质感、亮感与空间感控制准确的明暗反差和掌握表现方法及灵活的笔法对表现物体的质感、亮感十分重要。

计算机图形学编程试8MFC明暗处理实现

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

计算机图形学编程练习8：MFC+明暗处理实现 MFC与OpenGL集成在Windows下编程，利用MFC是一个非常便捷的方法。本次练习的主要目的，是希望同学们在MFC应用程序框架下进行OpenGL编程。为此，需要对MFC生成的应用程序进行适当的初始化，关于这方面的内容详见： [1] Crain, Dennis. "Windows NT OpenGL: Getting Started." April 1994. (MSDN Library, Technical Articles) [2] Rogerson, Dale. "OpenGL I: Quick Start.". December 1994. (MSDN Library, Technical Articles) [3] D. Shreiner and The Khronos OpenGL ARB Working Group. OpenGL Programming Guide: The Official Guide to Learning OpenGL, Versions 3.0 and 3.1, 7th Ed., 2009. (附录D) 从设计目标来说，OpenGL是流水线结构(streamlined)、硬件无关(hardware-independent)、跨平台的3D图形编程API。但是，在实际应用时，OpenGL的具体实现是与操作系统以及图形硬件相关的。为此，操作系统需要提供像素格式(pixel format)与绘制上下文管理函数(rendering context managnment functions)。Windows操作系统提供了通用图形设备接口(generic graphics device interface, GDI)以及设备驱动实现。为了使OpenGL命令得到正确的执行，需要调用WGL函数，具体的步骤如下： Step 1: 添加成员变量在CView类(利用AppWizard生成)中添加如下成员变量： // OpenGL Windows specification HDC m_hDC; // Device Context HGLRC m_hGLRC; // Rendering Context CPalette m_cGLLP; // Logical Palette Step 2: 设置像素格式创建CView类的WM_CREATE的消息响应函数，进行像素格式的设置，例如： int COpenGLRenderView::OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct) { if (CView::OnCreate(lpCreateStruct) == -1) return -1; // TODO: Add your specialized creation code here int nPixelFormat; // Pixel format index HWND hWnd = GetSafeHwnd(); // Get the window's handle m_hDC = ::GetDC(hWnd); // Get the Device context static PIXELFORMATDESCRIPTOR pfd = { sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR), // Size of this structure 1, // Version of this structure PFD_DRAW_TO_WINDOW | // Draw to Window (not to bitmap) PFD_SUPPORT_OPENGL | // Support OpenGL calls in window

空间插值算法汇总

空间插值算法： 1、距离倒数乘方法（Inverse Distance to a Power）距离倒数乘方格网化方法是一个加权平均插值法，可以进行确切的或者圆滑的方式插值。方次参数控制着权系数如何随着离开一个格网结点距离的增加而下降。对于一个较大的方次，较近的数据点被给定一个较高的权重份额，对于一个较小的方次，权重比较均匀地分配给各数据点。计算一个格网结点时给予一个特定数据点的权值与指定方次的从结点到观测点的该结点被赋予距离倒数成比例。当计算一个格网结点时，配给的权重是一个分数，所有权重的总和等于1.0。当一个观测点与一个格网结点重合时，该观测点被给予一个实际为 1.0 的权重，所有其它观测点被给予一个几乎为0.0 的权重。换言之，该结点被赋给与观测点一致的值。这就是一个准确插值。距离倒数法的特征之一是要在格网区域内产生围绕观测点位置的"牛眼"。用距离倒数格网化时可以指定一个圆滑参数。大于零的圆滑参数保证，对于一个特定的结点，没有哪个观测点被赋予全部的权值，即使观测点与该结点重合也是如此。圆滑参数通过修匀已被插值的格网来降低"牛眼"影响。 2、克里金法（Kriging）克里金法是一种在许多领域都很有用的地质统计格网化方法。克里金法试图那样表示隐含在你的数据中的趋势，例如，高点会是沿一个脊连接，而不是被牛眼形等值线所孤立。克里金法中包含了几个因子：变化图模型，漂移类型和矿块效应。 3、最小曲率法（Minimum Curvature）最小曲率法广泛用于地球科学。用最小曲率法生成的插值面类似于一个通过各个数据值的，具有最小弯曲量的长条形薄弹性片。最小曲率法，试图在尽可能严格地尊重数据的同时，生成尽可能圆滑的曲面。使用最小曲率法时要涉及到两个参数：最大残差参数和最大循环次数参数来控制最小曲率的收敛标准。 4、多元回归法（Polynomial Regression）多元回归被用来确定你的数据的大规模的趋势和图案。你可以用几个选项来确定你需要的趋势面类型。多元

素描的颜色

高光高光是光线投射在物体表面上最亮的部分。它产生于光滑\坚硬物质的表面。它的形状和光源有关。它的位置在物体的结构线上,也就是在物体的面与面转折的棱上。它是物体上明度最高的部位。不是每种情况下都有的，故不能算是基本明暗层次，它属于亮面范畴。高光在物体上往往只是一两点，或是一条线，也可能是一个面，高光的产生是由于物体的一个面与光源成垂立的缘故。所以高光与物体的质感关系很大，我们应该慎重地处理高光。高光本身有具体的形状，这与物体的形体及光源的形状有关，高光亦交待了周围面的转折关系，故与物体的体积感也有关。结构线（物体上面与面的转折线）灰光位于高光的两侧，一侧渐为形体的边沿，一侧与明暗交界线相衔接。明暗交界线，位于亮面与暗面的交界处，它是暗面中最黑暗的层次。它不是一条线，而是一部分层次。是物体上最暗的地方!它的形状和物体外形有关:物体外形是直的则明暗交接线也是直的,外形是弧形的明暗交接线也是曲线的!它的位置要根据光照的角度决定!它不是一条线而是向两侧渐变的色块!它的上下两部份一般是上实下虚上重下轻!应在打轮廓时就开始抓紧它。作画首先要狠狠抓住明暗交接线的位置和形状，把物体明暗两大面区别开来，这有助于对复杂的明暗变化进行整体地处理，使画面调子得到统一。明暗交接线是物体受光部和背光部相互交接的地方，它实际就是轮廓线。我们叫它“线”，其实是明暗层次变化的大小不同的各种各

样的面。一般来说，明暗交接线不受光源的照射，又受不到反射光的影响。所以这部分受光最少，比较起来在五大明暗层次中是最暗的。但一般上部更暗下部受反光影响又稍浅谈一点．它的形状与物体的形状有关，物体圆明暗交界线也是曲线，物体外边直，明暗交界线也是直的．位置在靠近边沿处．反光反光是因为光线折射与物体相邻的另一物体受光面的光线反射或因环境光的作用形成反光。一般情况下，强的反光仍然比最深的灰光深。对物体的空间、环境、质感都有很大的作用。反光画不好暗面就不透明，这样暗部的结构转折关系也就表现不出来，影响了物体暗部的体积与空间。物体的暗部因受到环境及周围受光物体的影响，就产生了反光。在一般情况下反光的亮度是不会超过受光部的。中间色—即灰色这是物体受到光线侧射的地方，同时亦受环境色的侧反射影响，加上物体的结构(特别是人物的造型结构)的复杂变化，中间色的层次变化显得微妙、复杂和丰富。这些灰色在物体上有两个，一个在亮面与明暗交接线之间，另一个在暗部里。中间色是比较难画的，如果处理不当，画不出它的微妙变化的话，画面最容易出现灰与脏的毛病。投影投影是因光线被物体遮挡后在支撑物上留下的黑影。应包括在暗部里面，它与明暗交接线有密切的关系。投影是从明暗交接线开始的；在光线的照射下，物体的影子投射到另外物体的面上就