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Lighting

Lighting
Graphics3Dやこれに関連した関数のオプションとして使われ，3Dの表面の彩色にどのような擬似照明を使用するかを指定する．
詳細
  • 以下の設定が使用できる．
Automaticデフォルトの照明スキーム
None照明は当てない
{s1,s2,...}光源 , , ...
  • 各光源は，それぞれ以下の形式が取れる．
{"Ambient",col}色が col の一様な周辺光
{"Directional",col,pt}pt から境界ボックスの中心に向けられた指向性光源
{"Directional",col,{pt1,pt2}}から へのベクトルに沿った指向性光源
{"Point",col,pt}位置 pt における球形の点光源
{"Point",col,pt,att}幾何学的減衰 att のある点光源
{"Spot",col,pt,}半角 で pt から中心に向かうスポットライト
{"Spot",col,{pt,tar},}pt から半角 で tar に向かうスポットライト
{"Spot",col,{pt,tar},{,s},att}スポット指数 s，幾何学的減衰 att のスポットライト
  • 光源の位置と目標は次のように指定できる．
{x,y,z}グラフィックスとともに動く明示的な座標
Scaled[{x,y,z}]グラフィックスとともに動くスケールされた座標
ImageScaled[{x,y,z}]最終的な描画画像に相対的に固定された座標
  • ImageScaledでは， と は最終的な表示画像の境界ボックスの幅と高さに沿った0から1までとなる． 座標は表示平面に対して直角となり，三次元領域の裏側で0，表側で1となる．
  • ScaledとImageScaledで指定された座標は，0から1に収まらないことがしばしばある．
  • Lighting->Automaticは，周辺光を，最終的な描画画像と相対的に固定された4つの光源とともに使う．一般的なデフォルト設定のColorFunction->Automaticでは，色付きの光源が使われるColorFunctionに明示的な設定値が与えられている場合は，光源は白とみなされる． »
  • Lightingは常にデフォルト位置の白色光源を使う．  »
  • 照明は3Dグラフィックスについては，Plot3D，Graphics3D等のLightingオプションを与えることで大域的に指定できる．
  • スタイルオプションStyleを使って，Graphics3D内の特定オブジェクトの照明を別々に指定することができる． »
  • グラフィックスプリミティブと指示子のリストで，代替的な形式を用いてリスト内の照明指定に続くオブジェクトの照明を定義することができる． »
  • 3D表面の最終的な色は，3つのソースからのRGBカラーを直線的に加えることで定義できる．
RGBColor等の指示子によって定義された拡散反射
Specularity指示子によって定義された鏡面反射
Glow指示子によって定義された光沢
  • Lightingの設定は，拡散反射と鏡面反射に関連する色だけに影響する．
  • 拡散反射はランベルト(Lambert)の法則に従うものとする．ここで，光は実質的に光源から全方向に等分に散らばる．
  • 鏡面反射は，Specularityの注にあるように，実質的に光が鏡面方向近くにだけ散らばっているものとする．
  • 光源の色はRGBColor，Hueその他の色指定で定義できる．
  • {dcol, Specularity[scol]}の形式の色指定を持つ光源は，実質的に，拡散反射の目的で色 を，鏡面反射の目的で色 を持つものとする． »
  • で指定された方向性を持つ光源は，平行な模擬光線を与えるものとするので，で定置されたベクトルの方向のみが重要になる．大きさは重要ではない． »
  • で指定された点光源は，実質的に点 pt から発する光を与えるが，距離によって減衰させはしない． »
  • は距離 で のように減衰する光を返す． »
  • は，方向 pt から tar までで半角がラジアンで の円錐に限る点を除いて点光源と同じ配光を返す． »
  • は円錐の中心から の減退を与える． »
  • は，距離 で の減衰を与える． »
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例   (4)
灰色の鏡面反射性を持つ球のデフォルト照明：
自然照明を当てた灰色の鏡面反射性を持つ球：
鏡面反射性を持つ曲面の上から当てた方向性を持つ照明：
各オブジェクトの照明を指定する：
灰色の鏡面反射性を持つ球のデフォルト照明：
In[1]:=
Click for copyable input
Out[1]=
 
自然照明を当てた灰色の鏡面反射性を持つ球：
In[1]:=
Click for copyable input
Out[1]=
 
鏡面反射性を持つ曲面の上から当てた方向性を持つ照明：
In[1]:=
Click for copyable input
Out[1]=
 
各オブジェクトの照明を指定する：
In[1]:=
Click for copyable input
Out[1]=
スコープ   (24)
デフォルトの照明：
ColorFunctionが指定されているときのデフォルト照明：
照明なしは色の拡散や反射が見えない事を意味する：
Glowを使って光とのインタラクトのない純粋な色を指定する：
周辺光はその場のすべての曲面に一様に適用される：
周辺光はその場の全体的な照明を与える：
方向性のある光は2点で指定される色とベクトルで指定される：
異なる色の方向性のある光：
方向の違う方向性のある光：
鏡面反射性のある曲面上の方向性のある照明：
色と位置で球状の点光源を指定する：
色の異なる点光源：
いろいろな位置にある点光源：
鏡面反射性のある曲面に当てた点光源：
位置，目標位置および半角でスポットライトを指定する：
異なる色のスポットライト：
異なる位置からのスポットライト：
異なる半角のスポットライト：
鏡面反射性のある曲面上のスポットライト：
デフォルトの座標系中の光源の位置を指定する：
視点が変化すると光源もグラフィックスとともに移動する：
Scaledを使い，グラフィックス座標との割合で光の位置を指定する：
視点が変わると光源もグラフィックスとともに移動する：
ImageScaledを使い視点座標系で光の位置を指定する：
光源の位置は常に視点と相対的に定められる：
デフォルトで，点光源はオブジェクトからの距離に影響されない：
距離に関して弱くなる点光源を指定する：
距離の平方に関して弱くなる点光源を指定する：
デフォルトで，スポットライトは円錐の外側では急激に弱くなる：
異なるスポット指数 を持つスポットライトの強度は である：
減衰のないスポットライト：
線形減衰のスポットライト：
二次減衰のスポットライト：
一般化と拡張   (6)
定義済みの色付きの光：
定義済みの自然光：
各オブジェクトの照明を指定する：
グラフィックス内の照明を指定する：
特に指定されなければ，目標方向はオブジェクトの中心となる：
オブジェクトと光りの両方について拡散色と鏡面反射色を別々に指定する：
アプリケーション   (3)
平面上の4つの白い球を設定する：
方向性のある光：
点光源：
スポットライト：
角の点の異なる照明器具：
複数のオブジェクトと光源がある場面を構築する：
スポットライトをアニメーションにする：
特性と関係   (9)
曲面の色と照明は互いにインタラクトする：
拡散するオブジェクトの色と照明の色を交替しても同じ効果が得られる：
鏡面反射性のあるオブジェクトの色と照明の色を交替しても同じ効果が得られる：
鏡面反射性は鏡のような反射を与える：
最終的な色は曲面のすべての色と照明の線形結合となる：
照明は加算的色モデルに従う：
方向性のある光は指定方向と平行な光線を返す：
点光源はその位置からあらゆる方向への光線を返す：
スポットライトは指定方向へ円錐形の光線を出す：
考えられる問題   (5)
デフォルトの照明は曲面の薄い色を照らすのには相応しくないことがある：
自然光による照明を使って曲面の色をより自然に反射することができる：
プロットに色関数が与えられると，自然光が自動的に使われる：
デフォルト色の照明に戻す：
平らな表面では反射が僅かか全くないことがある：
曲面の色によってはある種の色の光を反射しないものがある：
球にスポットライトを当てると境界がギザギザになることがある：
スポット指数を増やすと上記の効果が薄まるかもしれない：
おもしろい例題   (2)
リングモデルのためのランダムな照明設定：
簡単な光のショー：
バージョン 1 の新機能 | バージョン 6 での修正機能
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