这是本系列的第六篇笔记，涉及原课程第八课的内容（课程视频、课件）。这节课主要讲解了 Blinn-Phong 反射模型的高光、环境光部分，以及着色频率、实时渲染管线等。

Blinn-Phong 反射模型（剩余部分）

• 高光部分 Specular highlights
  • 观察角度接近入射光的镜面反射方向时，高光较明显
    • Blinn 对此进行了改进，使用了半程向量
      • 半程向量 \(\vec h=\text{bisector}(\vec v, \vec l)=\frac{\vec v+\vec l}{|\vec v+\vec l|}\)
      • 当半程向量与法线 \(\vec n\) 相接近时，高光较明显
    • \(L_s=k_s(\frac{I}{r^2})\max(0, \vec n \cdot \vec h)^p\)
      • 由于是模拟高光效果，\(k_s\) 一般设置为白色
      • 幂次 \(p\) 越高，则容忍度越低（高光越集中）
        • 一般取值在 \([100, 200]\) 之中
• 环境光照部分 Ambient lighting
  • 用常数来简单地模拟环境光照
  • \(L_a=k_a\,I_a\)
    • \(k_a\) 材质的环境光系数，可供调节
    • \(I_a\) 全局的环境光强度
    • 更佳的效果：应当使用全局光照
• 最终的 Blinn-Phong 反射模型计算公式：
  • \(\begin{aligned}L&=&L_s+L_d+L_a\\&=&k_s\frac{I}{r^2}\max(0, \vec n\cdot\vec h)^p\\&=+&k_d\frac{I}{r^2}\max(0, \vec n\cdot\vec l)\\&=+&k_a\,I_a\end{aligned}\)

着色频率 Shading Frequencies

• Flat shading
  • 整个三角形共用该面的法线与颜色（shading 一次）
• Gouraud shading
  • 先计算出三个顶点的法线与颜色（shading 三次），其他像素以插值形式计算得到颜色
• Phong shading
  • 先计算出三个顶点的法线，其他像素以插值形式计算得到法线，并计算颜色（为每个像素做 shading）
• 如何求顶点的法线
  • 取相邻面的法线求（加权）平均
• 如何求像素的法线
  • 重心坐标插值 Barycentric interpolation

实时渲染管线 Real-time Rendering Pipeline

	原始的顶点数据
Vextex Processing - MVP, texture mapping -	⬇️
⬇️	屏幕空间上的顶点
Triangle Processing	⬇️
⬇️	屏幕空间上的三角形
Rasterization - sampling -	⬇️
⬇️	片元 ( ≈像素)
Fragment Processing - z-buffer, shading, texture application -	⬇️
⬇️	已着色的片元
Framebuffer Operations	⬇️
	图像（像素的组合）

着色器 Shader

• 编程顶点、片元的处理流程
• 每个顶点/片元执行一次（无需自行编写循环）

纹理映射 Texture Mapping

• 纹理坐标：无论纹理大小，一般映射到 \(uv \in [0, 1]^2\)
• 三角形的每个顶点都对应着一个 uv 坐标
• 四方连续 tilable 概念：在重复铺设的情况下，上下左右可以无缝衔接