Двопроменева функція відбивної здатності

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Діаграма, що показує вектори, які використовуються для визначення ДФВЗ. Всі вектори мають одиничну довжину. вказує на джерело світла. вказує на глядача (камера). - нормаль до поверхні.

Двопроменева функція розподілу відбивної здатності (ДФВЗ ;  ) - це функція чотирьох дійсних змінних, яка визначає, як світло відбивається від непрозорої поверхні. Вона використовується в оптиці, в алгоритмах комп'ютерної графіки та в алгоритмах комп'ютерного зору. Функція приймає напрямок падаючого світла , та напрямок відбитого світла (взяті в системі координат, де нормаль поверхні лежить вздовж z- осі) і повертає відношення відбитого світла уздовж напрямку до опромінення падає на поверхню у напрямку . Кожен напрямок параметризується азимутальним кутом і зенітним кутом , отже ДФВЗ в цілому є функцією 4 змінних. ДФВЗ має розмірність sr −1, при цьому стерадиани (sr) є одиницею тілесного кута .

Визначення[ред. | ред. код]

ДФВЗ було вперше визначено Фредом Никодимом близько 1965 р. [1] Визначення:


Причина, по якій функція визначається як відношення двох диференціалів, а не безпосередньо як відношення між величинами, полягає в тому, що опромінення у напрямках відмінних від , впливають на інтегральне освітлення поверхні і як наслідок на інтенсивніть відбитого світла , тоді як на впливає лише .

Фізично корректна ДФВЗ[ред. | ред. код]

Фізично реалістична ДФВЗ має додаткові властивості, включаючи,

  • позитивність:
  • виконання взаємності Гельмгольца :
  • збереження енергії:

Моделі[ред. | ред. код]

ДФВЗ можна виміряти безпосередньо для реальних об’єктів за допомогою каліброваних камер та джерел світла; [2] однак було запропоновано багато феноменологічних та аналітичних моделей включаючи модель ламбертівського відбиття, яка часто застосовується в комп'ютерній графіці. Деякі корисні функції останніх моделей включають:

Список літератури[ред. | ред. код]

  1. Nicodemus, Fred (1965). Directional reflectance and emissivity of an opaque surface. Applied Optics 4 (7): 767–775. Bibcode:1965ApOpt...4..767N. doi:10.1364/AO.4.000767. 
  2. Rusinkiewicz, S. A Survey of BRDF Representation for Computer Graphics. Процитовано 2007-09-05.