Phong aydınlatma modeli

Phong yansıma modeli, ışık kaynağından yayınlanan yüzeylere çarparak göze ulaşması sonucu aydınlığın algılanmasını sağlayan ilkelerin bilgisayar ortamında modellenmesine kullanılan bir modeldir. Phong modeli, ışığın ve yansımanın fiziksel özelliklerine dayalı olmayıp ampirik bir modeldir.

Işın izleme ya da ışıma gibi yansıma modellerinden farklı olarak Phong modeli sadece ışık kaynağından çıkan ışınları göz önüne alır, diğer cisimlerden gelen yansıma modeli yoksayılır.

Phong yansıma modeline göre, cisme gelen ışınlar, üç şekilde yansır: Ortam aydınlanması (ambient), yaygın yansıma (diffuse) ve aynasal yansıma (specular). Ortamda bulunan cisimlerin birbirlerini sabit bir oranda aydınlattığı varsayılır ve bu aydınlatmaya ortam aydınlanması, bu aydınlanmadan kaynaklanan yansımaya ortam yansıması denir. Cismin tüm yüzeyinden aynı şiddette yansıyan ışık, yaygın yansımaya neden olur. Göz ve ışık konumuna bağlı olarak cisimden aynasal yansıma meydana gelir. Aynasal yansıma, cismin parlaklığına (${\displaystyle \alpha }$) bağlı olarak daha noktasal ve şiddetli ya da daha yaygın ve zayıf olabilir.

Ortam, yaygın ve aynasal yansımanın ayrı ışık bileşenleri, sırsıyla ${\displaystyle i_{a}}$, ${\displaystyle i_{d}}$ ve ${\displaystyle i_{s}}$, tarafından yaptığı varsayılır. Böylelikle ışık kaynağının odaklı ya da yaygın olması da modellenebilir.

Bir cismin ${\displaystyle N}$ normal vektörlü ${\displaystyle p}$ noktasındaki aydınlanma ${\displaystyle I_{p}}$, noktasal ışık kaynakları kümesi B üzerinde aşağıdaki gibi bir toplamdır:

${\displaystyle I_{p}=k_{a}i_{a}+\sum _{\mathrm {b\in B} }(k_{d}(L_{b}\cdot N)i_{d}+k_{s}(R_{b}\cdot V)^{\alpha }i_{s}).}$

Bu ifadede, ${\displaystyle k_{a}}$, ${\displaystyle k_{d}}$ ve ${\displaystyle k_{s}}$ sırasıyla ortam, yaygın ve aynasal yansıma katsayılarıdır. Işık, cisme ${\displaystyle L_{b}}$ vektörü yönünden gelir ve göz de ${\displaystyle R_{b}}$ vektörü yönündedir.