自己实现光线投射的phong照明

Question

我正试着用java从头开始写一个程序，用光线投射技术和phong照明来渲染一个球体，但我有点迷茫。

我理解phong方程系数背后的概念，但我不知道如何获得向量值，以及所有这些与光线投射的关系

假设我想渲染屏幕中间的球体，我知道它的位置和半径，所以(cx，cy，r)。现在我到底该从哪里开始呢？我如何准确地得到向量值？我的想法如下(伪代码)

int cx = window width/2
int cy = window height/2
int r = 30;
for(i = 0 -> window height) {
    for(j = 0 -> window width) {
        if( (j-cx)^2 + (i-cy)^2 < r^2) {
            //point inside
            Color c = phong(arguments..)
            draw pixel j,i with color c
        }

    }
}

但我不知道这是否正确，如果是正确的，我如何获得向量值，对于初学者来说，法线？

你能给我指出正确的路吗？我已经用谷歌搜索了很多次，都没有成功，提前谢谢你

Answer 1

用于计算法线的向量通常来自真实几何对象的镶嵌(近似)。所以你把球体分成，比如说，三角形。然后每个三角形(p1，p2，p3)都有自己的法向量((p2-p1)×(p3-p1) )。

phong着色方法是一种插值方法，然后(理想情况下)在线条上进行模糊处理，从而得出绘制的是三角形而不是真正的球体的事实。不过，它对边上的边角没有帮助。:(

对于细分，一种方法是使用Bezier surface patches近似球体，然后可以将其细分为适当的小尺寸并简化为三角形。My question over here探索做这项工作来绘制茶壶(主要是旋转曲面，与球体没有什么不同)。