POV-Ray作图简介.pdf-资料库

POV-Ray 与 Diamond 3 联用作图简介第一节 POV-Ray 基本知识 POV-Ray，全名是 Persistence of Vision Raytracer，是一个使用光线跟踪绘制三维图像的开放源代码免费软件。很多漂亮的图片就是由 POV-ray 来制作的。本文的主要目的在于介绍如何利用 Diamond 软件联合 POV-Ray 画图，我们不可能将所有的功能加以介绍。本节简要介绍一下。 1．坐标系统 POV-Ray 是基于 Ray-tracing 的渲染软件，学习它的第一个事情便是认识其坐标系统。 2. POV-Ray 文件的基本构成

和很多计算机语言一样，文件格式中有很多属于专用语言，这些文字在程序中往往表现为彩色。一个基本的 POV-Ray 文件有如下几个部分：一些头文件、摄像机定义、场景物体定义、灯光定义。 a. 头文件，常用的包括： #include "colors.inc" // 定义基本颜色 #include "shapes.inc" // 定义基本形状物体 #include "textures.inc" // 定义一些物体属性注：//后面的文字是注释，不参与程序运行。 b. 摄像机位置和观察方向当用 POV-Ray 的标记语言来表示一个摄像机的时候，我们可以这 location <0, 2, -3> //（大家可以想象摄像机在坐标中的位置） look_at <0, -1, 2> //（摄像机的位置确定后，还要让镜头对着某个方向） up x*1 //（up 和 right 定义了纵横视口比例） right y*1 样来写： camera { } 正规写法如下： camera { location <0.0, 2.0, -3.0> look_at <0.0, -1.0, 2.0> right x*image_width/image_height } c. 主要物体比如我们要在<0, 0, 0>位置（原点）放置一个半径为 2 黄色的球体可以表示为（注意{}总是成对出现，color 是系统默认关键字，黄色若想成为关键字，被默认为黄色，应首字母大写）： sphere { <0, 0, 0>, 2 texture { pigment {color Yellow} } } 到此，我们完成了所有工作，就可以渲染（run）了，但您看到的将是一个黑色背景上的一个很淡的黄色的实心圆。这是因为场景中没有灯光的缘故，所以我们还需要为场景中加入一些光源：

light_source { <2, 4, -3> color White}，再渲染一次，得到的就是一个有明暗效果的球体了。光源的位置很重要，为了看到较亮的图片，一般将光源置于物体位置与您的位置之间，也就是说，您看到的大多数光源坐标的 z 值是负的，结构越复杂越庞大，z 值也越大，比如 Diamond 常用的数值是 <100,100,-100>等 3. 场景主体的移动和转动为了方便说明，我们直接复制上面的球体，但颜色改为蓝色，这样会在同一个位置产生两个颜色不同的球体（但默认显示后者颜色，所以您只看到一个蓝色的球体）。 #include "colors.inc" // 定义基本颜色 #include "shapes.inc" // 定义基本形状物体 #include "textures.inc" // 定义一些物体属性 // perspective (default) camera camera { location <0.0, 2.0, -3.0> look_at <0.0, -1.0, 2.0> right x*image_width/image_height }

sphere { <0, 0, 0>, 1 texture { pigment {color Yellow} } } sphere { <0, 0, 0>, 1 texture { pigment {color Blue} } } light_source { <2, 4, -3> color White} 下面我们将蓝色球体 y 轴方向正向移动 0.5，再将该球体 x 方向负移 0.5： #include "colors.inc" // 定义基本颜色 #include "shapes.inc" // 定义基本形状物体 #include "textures.inc" // 定义一些物体属性 // perspective (default) camera camera { location <0.0, 2.0, -3.0> look_at <0.0, -1.0, 2.0> right x*image_width/image_height } sphere { <0, 0, 0>, 1 texture { pigment {color Yellow} } } sphere { <0, 0, 0>, 1 texture { pigment {color Blue} } translate <0, 0.5, 0> } light_source { <2, 4, -3> color White} #include "colors.inc" // 定义基本颜色 #include "shapes.inc" // 定义基本形状物体 #include "textures.inc" // 定义一些物体属性 // perspective (default) camera camera { location <0.0, 2.0, -3.0> look_at <0.0, -1.0, 2.0> right x*image_width/image_height } sphere { <0, 0, 0>, 1 texture { pigment {color Yellow} } } sphere { <0, 0, 0>, 1 texture { pigment {color Blue} } translate <-0.5, 0.5, 0> } light_source { <2, 4, -3> color White} 在介绍转动之前，还有必要介绍一下转动的左手法则。如图所示转动时需要根据左手法则判定方向，有了这个法则，我们可以很快判定如何快速的实现既定目标。

我们另外选取一个正方体作为演示转动的实现。 #include "colors.inc" // 定义基本颜色 #include "shapes.inc" // 定义基本形状物体 #include "textures.inc" // 定义一些物体属性 // perspective (default) camera camera { location <0.0, 2.0, -6.0> // 为了便于观察，我们将摄像机向后拉，靠近眼睛一些 look_at <0.0, -1.0, 2.0> right x*image_width/image_height } box { <-1, -1, -1> // one corner position < 1, 1, 1> // other corner position texture { pigment {color Yellow} } } light_source { <2, 4, -3> color White}

我们打算将正方体逆时针 y 轴方向旋转 30 度，根据左手定则，逆时针时角度是正值，那么下文件中需要添加 rotate <0, 30, 0>的命令。 #include "colors.inc" // 定义基本颜色 #include "shapes.inc" // 定义基本形状物体 #include "textures.inc" // 定义一些物体属性 // perspective (default) camera camera { location <0.0, 2.0, -6.0> // 为了便于观察，我们将摄像机向后拉，靠近眼睛一些 look_at <0.0, -1.0, 2.0> right x*image_width/image_height } box { <-1, -1, -1> // one corner position < 1, 1, 1> // other corner position texture { pigment {color Yellow} } rotate <0, 30, 0> } light_source { <2, 4, -3> color White} 旋转后的效果是见图 4．定义和组合通常我们需要构建一系列物体，这些物体具有相同或相似的组成，它们共同构成一个整体。当需要调整方向时，我们希望一起调整而不是每个组件分别调整，这就需要使用定义和组合了。定义的基本构成是：

#declare a = xxx {} 组合的基本构成包括两部分：命名组合：#declare b = union { objecet {} object {} ……..} 描述组合 object {b ……} 例如，我们打算将上一个例子中的正方体分别旋转 0、30 和 60 度，得到的三个正方体组合成一个整体，需要使用下面的方法： #include "colors.inc" // 定义基本颜色 #include "shapes.inc" // 定义基本形状物体 #include "textures.inc" // 定义一些物体属性 // perspective (default) camera camera { location <0.0, 2.0, -6.0> look_at <0.0, -1.0, 2.0> right x*image_width/image_height } #declare a = box { <-1, -1, -1> < 1, 1, 1> texture { pigment {color Yellow} } } #declare b= union { object { a rotate <0, 0, 0>} object { a rotate <0, 30, 0>} object { a rotate <0, 60, 0>} } object { b pigment { color Yellow } } light_source { <2, 4, -3> color White} 红色部分定义了一个正方体，这是一个基本单元，以后的整体就是由该正方体或其变化后共同构成的。绿色部分定义了一个组合，内部进行了三个旋转操作，他们的表达式相似，只是角度不同。

在表述完组合后，又对组合进行描述，可以定义颜色等等，比如为了方便观察我们还可以对组合进行旋转（x 轴正向 15 度）： object { b pigment { color Yellow } rotate <-15, 0, 0> } light_source { <2, 4, -3> color White} 5．分辨率问题这个是大家都很关心的，程序的设置很方便，通常在尝试作图的时候，我们可以选择低分辨率。完成构思和尝试后，可以选择高分辨率。

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