新版真实感图形绘制
手把手教你用Photoshop制作3D效果
手把手教你用Photoshop制作3D效果Photoshop是一款功能强大的图像处理软件，其中的3D功能使得用户可以轻松地将平面图像转换为逼真的3D效果。
本教程将教你如何使用Photoshop制作令人惊叹的3D效果。
第一步是打开你想要制作3D效果的图像。
在Photoshop中，选择“文件”菜单，然后点击“打开”选项。
浏览你的计算机，找到图片并点击“打开”。
接下来，我们要选择图像上哪个部分需要添加3D效果。
使用“套索工具”或“魔术棒工具”轻松地选择图像的一部分，然后点击“选择”菜单中的“反向”选项，将选择反转。
现在，在顶部菜单中，找到“3D”菜单，然后选择“新建3D倒置”。
一个新的3D图层将会被创建，你会看到一个3D效果的预览。
在“3D”面板中，你可以调整你的3D图像的各种属性，例如旋转、缩放、光照和材质。
你可以通过单击和拖动来旋转图像，使用放大和缩小工具来调整图像的大小。
要添加光照效果，你可以点击“3D”面板中的“灯光”图标。
这将打开一个新的窗口，你可以在其中调整光照的方向、强度和颜色。
如果你想要改变3D图像的材质，点击“3D”面板中的“材质”图标。
在这里，你可以选择不同的材质效果，例如金属、玻璃、皮革等等。
通过调整不同的材质属性，你可以创造出不同的效果。
另一个有趣的功能是可以将文字转换为3D效果。
在Photoshop中创建一个新的文本图层，在文本输入框中输入你想要显示的文字。
选择“3D”菜单，然后点击“新建3D倒置”。
你的文字将会被转换为3D效果，并且你可以在“3D”面板中进行各种调整。
在制作完满意的3D效果之后，你可以通过点击“文件”菜单中的“保存”选项保存你的图像。
选择你想要保存的文件格式，然后点击“保存”。
你的图像将会被保存在你选择的文件夹中。
Photoshop的3D功能提供了许多强大的工具和效果，让用户可以轻松地将平面图像转换为令人惊叹的3D效果。
通过掌握一些基本的技巧和操作，你可以创造出令人惊叹的作品。
Photoshop中的3D效果：创造逼真的三维图形
Photoshop中的3D效果：创造逼真的三维图形导言：Photoshop是一款功能强大的图像处理软件，除了常见的2D图像编辑功能，它也提供了丰富的3D效果工具，可以用来创建逼真的三维图形。
本文将详细介绍如何在Photoshop中使用3D效果工具来创造令人惊叹的三维效果。
一、了解Photoshop中的3D效果工具1. 打开Photoshop软件，点击工具栏上的“3D”按钮来进入3D工作区；2. 在“3D”工作区中，你会看到3D面板和属性调整器面板，它们是使用3D效果工具的主要工作区域；3. 3D面板中有各种3D工具和命令，包括3D物体创建、光源设置、3D摄像机调整等；4. 属性调整器面板用来修改3D物体的外观、质感、光照等效果。
二、创建基本的3D物体1. 在3D面板中，选择一个基本形状工具，例如“球体”，“圆锥体”或“棱柱体”；2. 在画布上点击并拖动，确定3D物体的大小和形状；3. 在属性调整器面板中，可以对3D物体进行调整，如旋转、缩放、倾斜等；4. 利用属性调整器面板中的“3D材质”选项，可以修改3D物体的外观，如颜色、纹理等。
三、编辑和变形3D物体1. 选择“3D”工作区下的“3D选择”工具，可以选择一个或多个3D物体；2. 在属性调整器面板中，选择“位移工具”来移动3D物体的位置；3. 选择“旋转工具”来旋转3D物体；4. 选择“缩放工具”来改变3D物体的大小；5. 利用“形状”工具以及其他“3D”工具，可以对已创建的3D物体进行进一步的编辑和变形。
四、应用多种贴图和纹理效果1. 在属性调整器面板中，打开“3D材质”选项，可以对3D物体应用贴图和纹理效果；2. 点击“加载纹理”按钮，选择一个图像文件，将其应用到3D物体上；3. 调整纹理的缩放、旋转和偏移，使其在3D物体上适应；4. 借助属性调整器面板中的其他选项，如“混合模式”、“不透明度”等，可以进一步调整贴图的效果。
五、创建光源和灯光效果1. 在3D面板中，点击“新建灯光”按钮，创建一个新的光源；2. 在属性调整器面板中，调整光源的颜色、亮度、位置等属性，以达到所需的光照效果；3. 可以创建多个光源并调整其属性，以增强3D物体的逼真度；4. 利用“照明效果”选项，如聚光灯、环境光等，可以进一步改变3D物体的光照效果。
使用Blender制作真实感的皮肤和人体模型效果
使用Blender制作真实感的皮肤和人体模型效果Blender是一款功能强大的开源三维图形软件，它提供了广泛的工具和功能，可以帮助用户制作出逼真的皮肤和人体模型效果。
在本文中，我将介绍一些使用Blender创建真实皮肤和人体模型的技巧和方法。
首先，为了制作真实的皮肤效果，我们需要使用Blender中的材质和纹理功能。
材质定义了物体表面的外观，而纹理则可以为材质添加细节和纹理效果。
在创建皮肤材质时，我们可以使用Blender的节点编辑器来调整材质的属性。
通过添加节点，我们可以创建不同的材质层，如皮肤表面、血管、斑点等。
在每个材质层中，我们可以使用节点来调整颜色、反射率、粗糙度等属性，使皮肤看起来更逼真。
在添加纹理时，我们可以使用图片纹理和Procedural纹理。
图片纹理可以为皮肤添加细节，如皱纹、斑点等。
我们可以使用皮肤纹理图片，或者使用Blender自带的纹理库，来为皮肤添加自然的细节。
Procedural纹理是通过Blender的固有公式生成的，可以为皮肤添加更多的纹理效果，如皮肤表面的微小颗粒等。
另外，为了使人体模型看起来更真实，我们还可以使用Blender的雕刻工具来添加细节。
雕刻工具可以让用户在模型表面上绘制细小的凹凸，如皱纹、肌肉线条等。
通过调整雕刻工具的强度和笔刷形状，我们可以精确地添加细节，使人体模型看起来更加真实。
此外，使用Blender制作真实的皮肤和人体模型，还需要注意灯光和渲染设置。
好的灯光可以为人物模型提供逼真的阴影效果，增强其真实感。
在Blender中，我们可以使用不同类型的灯光，如点光源、平行光源等，调整其亮度和位置，以获取理想的光照效果。
渲染设置也对最终效果起着重要作用。
在Blender中，我们可以选择不同的渲染引擎，如Cycles和Eevee。
Cycles渲染引擎可以提供更真实的光线追踪效果，而Eevee则可以实时预览渲染效果。
通过调整渲染设置，如采样率、材质反射方式等，我们可以获得逼真的皮肤和人体模型效果。
第6章 真实感图形
Y
⑸ 面ACB的外法线矢量 N AC CB
其中面DEF与面ACB的外法线方向相反。
6.1 消除隐藏线
已知各项点的三维坐标，以表面ABED为例，其外 法线矢量N 的计算公式为：
i jk N AB BE P1 P2 P3
Q1 Q2 Q3
P1 xB xA Q1 xE xB
P2 yB yA Q2 yE yB
// Fc为面表，St为顶点表，NF为面数，Rol,Theta,Phi为视 // 点的球坐标参数,DE为视距 { int St1,St2,St3, Dot=0;
float v1,v2,v3,n1,n2,n3; //表面法矢和视向法矢
6.1 消除隐藏线
float O1,O2,O3; //存放视点位置 float SProduct,P1,P2,P3, Q1,Q2,Q3; O1=Rol*cos(Theta)*cos(Phi); O2=Rol*sin(Theta)*cos(Phi); O3=Rol*sin(Phi); CPen NewPen1,NewPen2,*pOldPen; NewPen1.CreatePen(PS_SOLID,3,m_pColor); //实线 NewPen2.CreatePen(PS_DOT,1,m_pColor); //点线 for(int F=1;F<=NF;F++) //对每个面进行处理 {
N·S = Ny ④ 根据cosθ值的符号判断表面的可见性
cosθ＞0，表面可见； cosθ＜0，表面不可见； cosθ= 0，可视为可见面，也可视为不可见面。
6.1 消除隐藏线
⑤ 表面可见时，画出平面多边形；不可见时，不画 出，处理下一个表面，直至最后一个表面结束。
凸多面体的隐线消除算法程序
如何使用Photoshop绘制逼真的数字画
如何使用Photoshop绘制逼真的数字画Photoshop是一款功能强大的图像处理软件，被广泛应用于数字绘画。
通过掌握一些基本技巧和步骤，你可以使用Photoshop绘制逼真的数字画。
下面将详细介绍如何使用Photoshop绘制逼真的数字画，并列出具体的步骤。
步骤一：选择合适的绘画素材1.选择一张高质量的图片或参考图片作为绘画素材。
可以在网上搜索相关主题的图片，也可以使用自己拍摄或设计的图片。
步骤二：创建新的画布1.打开Photoshop软件，然后点击“文件”菜单，选择“新建”选项创建新的画布。
2.在弹出的“新建”对话框中，设置画布的尺寸和分辨率。
通常情况下，选择合适的画布尺寸和分辨率能够保证绘制出的作品质量较高。
3.点击“确定”按钮创建新的画布。
步骤三：导入绘画素材1.点击“文件”菜单，选择“导入”选项，然后选择合适的方式将绘画素材导入到画布中。
你可以选择“打开”选项导入已保存的图片文件，也可以选择“粘贴”选项将复制的图片粘贴到画布中。
步骤四：创建绘画图层1.在图层面板中，点击“新建图层”按钮创建新的图层。
每个图层可以独立编辑，并且可以通过调整图层的顺序来控制绘画的叠加效果。
步骤五：选择合适的绘画工具1.在工具栏中，选择合适的绘画工具。
Photoshop提供了多种绘画工具，如画笔工具、油画刷工具、铅笔工具等。
根据自己的需求选择适合的绘画工具。
步骤六：调整颜色和笔触1.点击画笔工具选项栏中的按钮调整画笔的颜色和笔触属性。
可以选择不同的颜色和笔触样式来实现所需的绘画效果。
步骤七：开始绘画1.在绘画图层上使用所选的绘画工具开始绘画。
可以根据绘制的素材参考来绘制轮廓、填充颜色等。
步骤八：添加细节和阴影1.使用细小的画笔工具来添加绘画的细节，如纹理和细微的变化。
2.使用阴影工具来添加逼真的阴影效果。
调整阴影的位置、强度和模糊度，使其与绘画素材融合自然。
步骤九：调整图层和图像1.通过调整图层的透明度、混合模式和图层样式等属性，使绘画效果更加逼真。
制作3D效果的简单步骤
制作3D效果的简单步骤想要制作出令人惊叹的3D效果的图片吗？不需要拥有专业的设计技能，你只需要掌握一些简单的步骤，并且使用PhotoShop软件来完成。
下面将介绍一种简单的方法来制作3D效果的图像，让你的作品更加生动和引人注目。
第一步：选择图像首先，选择一张你想要制作3D效果的图像。
你可以选择人物、动物、景物，或其他任何你感兴趣的图像。
确保图像的分辨率和清晰度较高，这样能够更好地展现出3D效果。
第二步：复制图层在PhotoShop中打开选定的图像后，首先我们需要复制图层。
为了这样做，你可以使用键盘快捷键Ctrl + J（Windows）/Cmd + J（Mac），或者你可以点击菜单栏中的"图层"，然后选择"新建图层"，再选择"通过复制"。
这将创建一个与原始图层相同的复制图层。
第三步：调整图像尺寸接下来，我们需要调整图像的尺寸。
点击菜单栏中的"编辑"，然后选择"自动屏幕"。
这将使图像适应屏幕大小。
第四步：应用3D效果现在，我们将开始应用3D效果。
点击菜单栏中的"三维"，然后选择"新建3D图层"。
在3D面板中，选择"创建窗口"，然后选择"附件"。
这将在图像上创建一个新的3D图层。
第五步：调整3D设置现在，你可以在3D面板中调整图像的3D设置。
你可以选择不同的视角，调整光源和阴影等。
根据你的个人喜好和效果的需求，微调这些设置直到你满意为止。
第六步：添加纹理和材质为了让3D图像更加真实，你可以为其添加纹理和材质效果。
在3D 面板中，选择"材质"，然后在"属性"中选择不同的纹理和材质。
通过尝试不同的选项，你可以找到最适合你图像的效果。
第七步：渲染3D图像当你对3D设置和材质满意后，点击"渲染"按钮来生成最终的3D效果图像。
真实感图形绘制(光照模型 视无关)课件
10800 rays used in lighting pass.Note:-improved caustic definition,-lighting effect of mirror, -reflection of caustic,-shadowing due to mirror lighting.CausticsFrom Alan Watt, “3D Computer Graphics”Standard raytracer:Diffuse table and blue ball,mirrors left, right and back, transparent red ballBi-directional raytracer More rays in the light passSingle Pass (Conventional RT)Note : caustic due to red transparent ballHenrik http://www.gk.dtu.dk/~hwjBidirectional example200 rays used in lighting pass 400 rays used in lighting passRefraction causticsHenrik http://www.gk.dtu.dk/~hwj15Direct illumination 16Global Illumination17eyediagram photograph:18Original sculpture by John Ferren lit by daylight from behind.Image rendered with radiosity. note color bleeding effects.Ray traced image. A standard ray tracer cannot simulate the interreflection of light between 19Radiosity vs. Ray TracingRay-tracingView-dependentSpecular and refractionRadiosityView-independent Diffuse only20Radiosity vs. Ray Tracing•Ray tracing is an algorithm–If the camera is moved, we have to start over•Radiosity is computed in object-space–View-independent (just don't move the light)–Can pre-compute complex lighting to allow interactive walkthroughs26The Rendering EquationxMuseum simulation. Program of Computer Graphics, Cornell University.50,000 patches. Note indirect lighting from ceiling.32Radiosity Overview在辐射度方法中，所有的景物表面都假设为理想的朗伯漫反射表面所有的入射光在各个方向上反射的光强都一样整个场景被划分为一系列的小区域（small areas, or patches ）设小区域i 向外辐射的所有能量的辐射度为Bi,并认为在i 内所有地方的辐射度为一个常数单位如下，表示单位立体角单位面积的瓦特数:Watts / steradian * meter 2x'ω'x'xxx’Discrete Radiosity EquationA iA j•discrete representation•iterative solution•costly geometric/visibility calculationspatches, over which the radiosity =i B The Radiosity Matrix求解该矩阵，就可以为每一个patch 得到一个B i ，它与视点是无关的。
第十二讲真实感图形的显示
Phong对表面法线进行插值
Phong对表面法线进行插值
扫描线
颜色模型
颜色模型是指：某个三维颜色空间中的一个可见光子集，
它包含某个颜色域的所有颜色。例如，RGB颜色模型是在 三维直角坐标颜色系统中的一个单位正方体。颜色模型的用 途是在某个颜色域内方便地指定颜色。任何一个颜色域都无 法包含所有的可见光。
• Gouraud明暗处理：（由Gouraud提 出的强度插值模式）
只在多边形顶点处的平均单位法向量按上式 计算明暗度，而对于多边形内各点，用顶点 的明暗度的线性插值算出。线性插值可以与 扫描线算法配合，用增量计算实现。
• 缺点
要求光源方向与视线的方向比较接近。一般 二者方向角不超过45°为宜。（否则对高 光处理有误）
HSY (Hue, Saturation, Value)
– 色彩、浓度、亮度
纹理
• 纹理：表面细节。 • 颜色纹理：通过颜色色彩或明暗度的变化凸显出来的表面细
节。
• 凸包纹理：由于不规则的细小凹凸造成的表面细节。 • 可以通过纹理映射的方法给计算机生成的物体图象
加上纹理。 • 纹理生成的方法：
在一平面区域（即纹理空间）上预先定义纹理图案；然后建立 物体表面的点与纹理空间的点之间的对应（即映射）。当物体 表面的可见点确定之后，以纹理空间的对应点的值乘以亮度值， 就可以把纹理图案附到物体表面上。可以用类似的方法给物体 表面产生凹凸不平的外观，或称凸包纹理。不过这时纹理值作 用在法向量上，而不是颜色亮度上。
• 线消隐（Hidden-line Removal）
用于线框图，消隐对象是物体上的边，消除 的是物体上不可见的边。
• 面消隐（Hidden-surface Removal）
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用Gouraud明暗处理来进行多边形绘制时需进行三个步骤： 1. 计算每个多边形顶点处的平均单位法矢量 2. 对每个顶点根据简单光照模型来计算其光强。
3. 在多边形表面上将顶点强度进行线性插值。
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10.5.1 用多边形模拟表面细节
简单地模拟景物表面细节的方法是用多边 形，称为表面图案多边形，来模拟纹理的 结构和模式。
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10.5.2 纹理的定义和映射
纹 理 空 间 (s,t)数 组 坐 标
物 体 空 间 (u,v)表 面 参 数
纹理模式
物体表面
图10-17 由象素空间向纹理空间的映射
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10.5.3 凹凸映射
1978年，Blinn提出了一种无需修改表面几何模 型，即能模拟表面凹凸不平效果的有效方法— —凹凸映射技术(Bump Mapping)。
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入射光 L
i
r
N i i
反射光 R
折射光 r
T
图 10-15 光 的 折 射
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10.4 产生阴影
从理论上来说，从视点以及从光源看过去都 是可见的面不会落在阴影中，只有那些从视 点看过去是可见的，而从光源看过去是不可 见的面，肯定落在阴影之内。
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10.5 模拟景物表面细节
颜色纹理：通过颜色色彩或明暗度的变化体现 出来的表面细节。 几何纹理：由于不规则的细小凹凸造成的。 颜色纹理取决于物体表面的光学属性，而几何 纹理由物体表面的微观几何形状决定。
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象 素 空 间 (x,y)象 素 坐 标
纹 理 和 表 面 变 换
观 察 和 投 影 变 换
图 10-16 纹 理 映 射 中 纹 理 空 间 、 物 体 空 间 和 象 素 空 间 的 变 换
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7Leabharlann 纹理映射变换的逆变换观察投影变换的逆变换
象素区
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10.1.2 漫反射光
图10-2 点光源发射的光线路径
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点光源
N
L
P
图 10-3 漫 反 射
由Lambert余弦定理可得点P处漫反射光的强度为：
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IdIpKdco ,s [0,2]
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有多个点光源：
n
Id Ip,iKd(Li N) i1
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10.1.3 镜面反射光
N 点光源
观察点
L
R
V
P
图10-4 镜面反射
镜面反射情况由Phong模型给出：
Is IpKscons
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10.1 简单光照模型
简单光照模型中只考虑反射光的作用 反射光由环境光、漫反射光和镜面反射 光三部分组成
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10.1.1 环境光
P
图10-1 环境光的反射
P点对环境光的反射强度为
Ie IaKa
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真实感图形绘制 即根据假定的光照条件和景物外观因素，依据 一定的光照模型，计算可见面投射到观察者眼 中的光强度大小，并将它转换成适合图形设备 的颜色值，生成投影画面上每一个象素的光强 度，使观察者产生身临其境的感觉。
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Whitted光照模型： IIlo cK asI ls K tIt
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10.6.2 光线跟踪算法
y 投影平面
x
z
图 10-21 光 线 跟 踪 算 法
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B TB
RA A
TC
RB
C
RC
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10.6 整体光照模型与光线跟踪
10.6.1 整体光照模型
能同时模拟光源和环境照明效果的光照模型称 为整体光照模型。整体光照模型的典型代表是 Whitted模型及辐射度模型。
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10.6.2 WhitRted光照模N型
V 视点
T
图 10-20 物 体 表 面 的 镜 面 反 射 和 透 射
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10.1.4 光强衰减
一个常用的二次衰减函数可以表示为：
1 f(d)m1 i,c n0 (c1dc2d2)
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10.1.5 颜色
为产生彩色的场景，要完成如下两步： 一是选择一个合适的颜色模型； 二是为颜色的三个分量分别建立光照模型。
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TA
A
RA
TA
B
RB TB C
RC TC
(a) 光线在景物中反射和折射
(b) 二叉光线跟踪树
图10-22 光线跟踪及光线跟踪树
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10.6.3 光线跟踪反走样
将光线跟踪算法与过采样方式结合起来，可归纳如下： 1. 对每一象素的角点计算光线跟踪的光强。 2. 比较象素四个角点的光强，确定要进行细分的象素。 3. 对细分后新增的角点计算光线跟踪的光强。然后，
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若R和V已规格化为单位矢量，则：
Is IpKs(RV)n
从视点观察到物体上任一点P处的光强度I应为环境光 反射光强度Ie、漫反射光强度Id以及镜面反射光的光强 度Is的总和：
IIeIdIs IaK aIpK d(LN)IpK s(RV)n
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10.2 基于简单光照模型的多边形绘制
10.2.1 恒定光强的多边形绘制
只用一种颜色绘制整个多边形：任取多边形上 一点，利用简单光照模型计算出它的颜色，该 颜色即是多边形的颜色。
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10.2.2 Gouraud明暗处理
重复2.和3.，直到各角点的光强比较接近为止。 4. 加权平均求出投影平面上各象素点的光强。
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习题
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第10章 真实感图形绘制
提出问题
• 真实感图形绘制： 通过综合利用数学、物理学、计算机以及心理学 等知识在计算机图形输出设备上绘制出能够以假 乱真的美丽景象。
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第10章 真实感图形绘制
用计算机生成三维场景的真实图形，需完成步骤： (1)在计算机中进行场景造型； (2)进行取景变换和透视变换； (3)进行消隐处理； (4)进行真实感图形绘制
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基本概念： 光强（度）：描述物体表面朝某方向辐射光的 颜色，它既能表示光能大小又能表示其色彩组 成的物理量。 光照模型（Illumination model），也称明暗模型， 主要用于物体表面某点处的光强度计算。 简单的光照模型 复杂的光照明模型
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10.2.3 Phong明暗处理
Phong明暗处理方法由PhongBuiTuong提出，又称为法矢 量插值明暗处理，它对多边形顶点的法矢量进行插值 以产生中间各点的法矢量。
Phong明暗处理的基本步骤是： 1. 计算每个多边形顶点处的平均单位法矢量。 2. 用双线性插值方法求得多边形内部各点的法矢量。 3. 最后按光照模型确定多边形内部各点的光强。
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10.3 透明处理
入射光
入射光
反射光 折射光
透明景物
图10-13 透明表面的光强包括反射光和折射光
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不透明景物 B
A
透明景物
z
P
x
图10-14 简单透明的处理
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