В геометрии изофота - это кривая на освещенной поверхности, которая соединяет точки равной яркости. Предполагается, что освещение осуществляется параллельным светом, а яркость измеряется следующим скалярным произведением :
- единичный вектор нормали к поверхности в точке и единичный вектор направления света. Если, то есть свет перпендикулярен нормали к поверхности, то точка - это точка силуэта поверхности, наблюдаемая в направлении. Яркость 1 означает, что вектор света перпендикулярен поверхности. На плоскости нет изофот, потому что каждая точка имеет одинаковую яркость.
В астрономии изофота - это кривая на фотографии, соединяющая точки равной яркости.
В компьютерном проектировании изофоты используются для оптической проверки гладкости поверхностных соединений. Для поверхности (неявной или параметрической), которая достаточно дифференцируема, вектор нормали зависит от первых производных. Следовательно, дифференцируемость изофот и их геометрическая непрерывность на 1 меньше, чем у поверхности. Если в точке поверхности непрерывны только касательные плоскости (т. Е. G1-непрерывны), то изофоты имеют там перегиб (т. Е. Только G0-непрерывны).
В следующем примере (s. Диаграмма) две пересекающиеся поверхности Безье смешиваются с помощью третьего участка поверхности. На левом изображении поверхность смешивания имеет только G1-контакт с поверхностями Безье, а на правом изображении поверхности имеют G2-контакт. Эту разницу невозможно распознать по картинке. Но геометрическая непрерывность изофот показывает: с левой стороны они имеют изломы (т.е. G0-непрерывность), а с правой стороны они гладкие (то есть G1-непрерывность).
Изофоты на двух поверхностях Безье и на G1-непрерывной (слева) и G2-непрерывной (справа) поверхности смешивания: слева изофоты имеют изгибы, а справа - гладкие.
Для неявной поверхности с уравнением условие изофоты
Это означает: точки изофоты с заданным параметром являются решениями нелинейной системы
которую можно рассматривать как кривую пересечения двух неявных поверхностей. Используя алгоритм отслеживания Bajaj et al. (см. ссылки) можно вычислить многоугольник точек.
В случае параметрической поверхности условие изофоты
что эквивалентно
Это уравнение описывает неявную кривую в st-плоскости, которую можно проследить с помощью подходящего алгоритма (см. Неявная кривая ) и преобразовать в точки поверхности.