Gouraud底纹

由Gouraud开发的强度插值方案(通常称为Gouraud Shading)通过在整个表面上线性插值强度值来渲染多边形表面。每个多边形的强度值与沿公共边缘的相邻多边形的值相协调，从而消除了在平面着色中可能出现的强度不连续性。

通过执行以下计算，使用Gouraud底纹渲染每个多边形表面：

• 确定每个多边形顶点的平均法线向量。
• 将照明模型应用于每个顶点以确定顶点强度。
• 在多边形表面上线性插值顶点强度。

在每个多边形顶点处，我们通过平均所有凝视该顶点的多边形的表面法线来获得法线向量，如图所示：

因此，对于任何顶点位置V，我们可以通过计算获得单位顶点法线

一旦有了顶点法线，就可以从光照模型确定顶点的强度。

下图演示了下一步：沿多边形边缘插值强度。对于每条扫描线，从边缘端点的强度线性内插扫描线与多边形边缘相交处的强度。例如：在图中，端点在位置1和2处的多边形边在点4处被扫描线相交。获取点4处的强度的一种快速方法是仅使用垂直方向_{在强度I 1}和I _{2之间进行插值。}扫描线的位移。

同样，此扫描线(点5)右交点处的强度是从顶点2和3处的强度值插值的。一旦为扫描线确定了边界强度，便会形成一个内部点(例如上一个点P)。图)是根据点4和5的边界强度进行插值的

增量计算用于获得扫描线之间的连续边缘强度值，并获得沿扫描线的连续强度，如图所示：

如果将边缘位置(x，y)的强度插值为

然后我们可以获得下一条扫描线Y-1沿该边缘的强度

类似的计算用于获得沿每条扫描线的连续水平像素位置处的强度。

当要对表面进行彩色渲染时，将在顶点处计算每种颜色分量的强度。 Gouraud Shading可以与隐藏表面算法连接，以沿每条扫描线填充可见多边形。下图显示了使用Gouraud方法着色的对象的示例：

Gouraud Shading舍弃了与恒定着色模型关联的强度不连续性，但它还有其他缺陷。表面上的高光有时会显示为异常形状，并且线性强度插值会导致明亮或黑暗的强度条纹(称为匹配带)出现在表面上。可以通过将表面划分为更多数量的多边形面或使用其他方法(例如，Phong着色)来减少这些影响，这些方法需要更多的计算。