Gouraud-Schattierung vs. Phong-Schattierung: Was ist der Unterschied?

Was ist Gouraud-Schattierung?

Gouraud Shading ist eine Interpolationsmethode, die in der Computergrafik verwendet wird, um eine kontinuierliche Schattierung von Oberflächen zu erzeugen, die durch Polygonnetze dargestellt werden. Die Gouraud-Schattierung wurde von Henri Gouraud entwickelt und erstmals 1971 veröffentlicht. In der Praxis wird die Gouraud-Schattierung am häufigsten verwendet, um eine kontinuierliche Beleuchtung auf Dreiecksflächen zu erreichen, indem das Licht an den Ecken jedes Dreiecks berechnet und die resultierenden Farben für jedes abgedeckte Pixel linear interpoliert werden durch das Dreieck.

Bei der Gouraud-Schattierung wird eine Schätzung der Oberflächennormalen jedes Scheitelpunkts in einem polygonalen 3D-Modell entweder für jeden Scheitelpunkt angegeben oder durch Mittelung der Oberflächennormalen der Polygone ermittelt, die sich an jedem Scheitelpunkt treffen. Unter Verwendung dieser Schätzungen werden dann Beleuchtungsberechnungen basierend auf einem Reflexionsmodell wie dem Phong-Reflexionsmodell durchgeführt, um Farbintensitäten an den Scheitelpunkten zu erzeugen. Für jeden Bildschirmpixel, der von dem Polygonnetz abgedeckt wird, können dann Farbintensitäten aus den an den Eckpunkten berechneten Farbwerten interpoliert werden.

Was Sie über die Gouraud-Schattierung wissen müssen

1. Die Gouraud-Schattierung wurde von Henri Gouraud entwickelt.
2. Die Gouraud-Schattierung wurde erstmals 1971 veröffentlicht.
3. Bei der Gouraud-Schattierung hat jedes Polygon einen Normalenvektor pro Scheitelpunkt, aber anstatt die Vektoren zu interpolieren, wird die Farbe jedes Scheitelpunkts berechnet und dann über die Oberfläche des Polygons interpoliert.
4. Intensitätsstufen werden an jedem Scheitelpunkt berechnet und über die Oberfläche interpoliert.
5. Erfordert moderate Verarbeitung und Zeit.
6. Die Beleuchtungsgleichung wird an jedem Scheitelpunkt verwendet.
7. Interpoliert Farben entlang der Kanten und der Scanlinie.
8. Gouraud-Schattierungen erzeugen glatte Oberflächen.
9. Die Gouraud-Schattierung berechnet die Beleuchtung an Grenzscheitelpunkten und interpoliert.
10. Gouraud-Schattierungen können zu Anomalien führen, die als Mach- Bänder bezeichnet werden .
11. Die Gouraud-Beschattung erfordert weniger Berechnungen und dies senkt die Kosten für die Beschattung erheblich.
12. Es liefert weniger genaue Ergebnisse.

Was ist Phong-Shading?

Phong Shading ist eine Interpolationstechnik für die Oberflächenschattierung in der 3D-Computergrafik. Phong Shading wurde an der University of Utah von Phong Bui Tuong entwickelt und erstmals 1973 veröffentlicht. Es ist ein genauerer interpolationsbasierter Ansatz zum Rendern eines Polygons. Es kann auch als Phong-Interpolation oder Normalvektor-Interpolationsschattierung bezeichnet werden. Es interpoliert Oberflächennormalen über gerasterte Polygone und berechnet Pixelfarben basierend auf den interpolierten Normalen und einem Reflexionsmodell.

Die Phong-Schattierung verbessert die Gouraud-Schattierung und bietet eine bessere Annäherung an die Schattierung einer glatten Oberfläche. Die Phong-Schattierung geht von einem glatt variierenden Oberflächennormalenvektor aus. Die Phong-Interpolationsmethode funktioniert besser als die Gouraud-Schattierung, wenn sie auf ein Reflexionsmodell angewendet wird, das kleine Glanzlichter wie das Phong-Reflexionsmodell aufweist.

Was Sie über Phong Shading wissen müssen

1. Phong Shading wurde von Phong Bui Tuong entwickelt. Es ist ein genauerer interpolationsbasierter Ansatz zum Rendern eines Polygons.
2. Die Phong-Schattierung wurde erstmals 1973 veröffentlicht.
3. Beim Phong Shading hat jedes gerenderte Polygon einen Normalenvektor pro Scheitelpunkt; Die Schattierung erfolgt durch Interpolieren der Vektoren über die Oberfläche und Berechnen der Farbe für jeden interessierenden Punkt.
4. Es interpoliert Normalenvektoren anstelle von Intensitätswerten.
5. Obwohl es eine gute Qualität erzeugt, ist es langsam und erfordert eine komplexe Verarbeitung.
6. Die Blitzgleichung wird bei jedem Pixel verwendet.
7. Interpoliert Normalen anstelle von Farben.
8. Phong-Schattierung erzeugt glatte und glänzende Oberflächen.
9. Phong-Shading berechnet die Beleuchtung an jedem Punkt der Polygonoberfläche.
10. Phong-Schattierungen reduzieren den Mach-Band-Effekt erheblich.
11. Die Phong-Schattierung erfordert mehr Berechnungen und dies erhöht die Kosten für die Schattierung stark.
12. Es liefert genauere Ergebnisse.

Gouraud Vs Phong Schattierung Bild

Unterschied zwischen Gouraud-Schattierung und Phong-Schattierung in Tabellenform

VERGLEICHSGRUNDLAGE	GOURAUD-SCHATTEN	FENG-SCHATTEN
Entwicklung	Die Gouraud-Schattierung wurde von Henri Gouraud entwickelt.	Phong Shading wurde von Phong Bui Tuong entwickelt.
Erstes Erscheinungsjahr	Es wurde erstmals 1971 veröffentlicht.	Es wurde erstmals 1973 veröffentlicht.
Beschreibung	Jedes Polygon hat einen Normalenvektor pro Eckpunkt, aber anstatt die Vektoren zu interpolieren, wird die Farbe jedes Eckpunkts berechnet und dann über die Oberfläche des Polygons interpoliert.	Jedes gerenderte Polygon hat einen Normalenvektor pro Scheitelpunkt; Die Schattierung erfolgt durch Interpolieren der Vektoren über die Oberfläche und Berechnen der Farbe für jeden interessierenden Punkt.
Intensitätsstufen	Intensitätsstufen werden an jedem Scheitelpunkt berechnet und über die Oberfläche interpoliert.	Es interpoliert Normalenvektoren anstelle von Intensitätswerten.
Bearbeitungszeit	Erfordert moderate Verarbeitung und Zeit.	Obwohl es eine gute Qualität erzeugt, ist es langsam und erfordert eine komplexe Verarbeitung.
Beleuchtungsgleichung	Die Beleuchtungsgleichung wird an jedem Scheitelpunkt verwendet.	Die Blitzgleichung wird bei jedem Pixel verwendet.
Interpoliert	Interpoliert Farben entlang der Kanten und der Scanlinie.	Interpoliert Normalen anstelle von Farben.
Art der Oberfläche	Es erzeugt glatte Oberflächen.	Es erzeugt glatte und glänzende Oberflächen.
Beleuchtung & Berechnung	Es berechnet die Beleuchtung an Grenzscheitelpunkten und interpoliert.	Es berechnet die Beleuchtung an jedem Punkt der Polygonoberfläche.
Mach-Band-Effekt	Es kann zu Anomalien führen, die als Mach- Bänder bezeichnet werden .	Es reduziert den Mach-Band-Effekt stark.
Kosten	Es erfordert weniger Berechnungen und dies senkt die Kosten für die Beschattung erheblich.	Es erfordert mehr Berechnungen und dies erhöht die Kosten für die Beschattung stark.
Genauigkeit	Es liefert vergleichsweise weniger genaue Ergebnisse.	Es liefert genauere Ergebnisse.