Gouraud Shading和Phong Shading的异同点

Gouraud Shading和Phong Shading都是光照反射模型（Reflection Model），用来计算镜面反射方向的光强。

注意，不要望文生义，认为是计算阴影的模型。

相同点：

1 二者都是明暗处理技术；

2 都要先应用多边形的法线算出其公共顶点的法线（如下图）；

 

 

3 都应用Phong局部反射模型计算多边形顶点处的光强（算式如下图）。

即 反射光 = 环境光 + 漫反射 + 镜面反射

其中环境光是一个常量，就好比将一条直线上移的截距值，基于这个基本光强，再加上漫反射和镜面反射。

漫反射和镜面反射是点光源在该点上的漫反射和镜面反射。

4 都不考虑物体间的相互作用，即将物体的反射光、折射光（漫反射光实际上是上头提到的环境光，我们将其看成常量处理，比较简单）作为入射光强的一部分来考虑，这样是相对不真实的情况，ray tracing会解决这一问题。

下图为Phong局部反射模型中漫反射和镜面反射的示意图：

 

不同点：

Gouraud明暗处理只在多边形顶点处采用Phong局部反射模型计算光强，而在多边形内的其他点采用双向线性插值，这样做的优点是高效，但是无法很好的处理镜面高光问题，依赖于其所在多面形的相对位置；

而Phong明暗处理，通过差值计算每个顶点的法向量（3次差值，在x，y，z三个方向分别进行差值计算），然后计算每个点上的光强值，这样效果好，但计算复杂，需要付出比Gouraud 4-5 倍的时间。

通常，在一个比较复杂的场景中，当物体镜面发射很微弱时，我们对其采用Gouraud明暗处理，而对于一些镜面高光的物体，采用Phong明暗处理，这样既保证质量，又保证速度。

下图为Gouraud (a)和Phong (b)模型的示意图：