Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Определение BSDF ( функция распределения двунаправленного рассеяния ) недостаточно стандартизировано. Этот термин, вероятно, был введен в 1980 году Бартеллом, Дерениаком и Вулфом. [1] Чаще всего он используется для обозначения общей математической функции, которая описывает способ, которым свет рассеивается поверхностью. Однако на практике это явление обычно разделяется на отраженную и передаваемую составляющие, которые затем обрабатываются отдельно как BRDF ( функция двунаправленного распределения коэффициента отражения ) и BTDF ( функция распределения двунаправленного коэффициента пропускания ).

BSDF: BRDF + BTDF
  • BSDF является надстройкой и обобщение BRDF и BTDF. Концепция, лежащая в основе всех функций BxDF, может быть описана как черный ящик с двумя входными углами: один для входящего (падающего) луча, а второй - для выходящего (отраженного или прошедшего) луча в данной точке поверхности. Результатом этого черного ящика является значение, определяющее соотношение между входящей и исходящей световой энергией для данной пары углов. Содержимое черного ящика может быть математической формулой, которая более или менее точно пытается смоделировать и аппроксимировать фактическое поведение поверхности, или алгоритмом, который производит выходные данные на основе дискретных выборок измеренных данных. Это означает, что функция является 4 (+1) -мерной (4 значения для 2 трехмерных углов + 1 необязательно для длины волны света), что означает, что ее нельзя просто представить в 2D и даже в 3D-графике. Каждый 2D или 3D график,иногда встречается в литературе, показывает только часть функции.
  • Некоторые склонны использовать термин BSDF просто как название категории, охватывающей все семейство функций BxDF.
  • Термин BSDF иногда используется в несколько ином контексте для функции, описывающей величину рассеяния (не рассеянного света), просто как функцию угла падающего света. Пример для иллюстрации этого контекста: для идеально ламбертовской поверхности BSDF (angle) = const. Этот подход используется, например, для проверки качества печати производителями глянцевых поверхностей. [ требуется разъяснение ]
  • Другое недавнее использование термина BSDF можно увидеть в некоторых 3D-пакетах, когда поставщики используют его как «умную» категорию, охватывающую простые хорошо известные алгоритмы компьютерной графики, такие как Фонг , Блинн – Фонг и т. Д.
  • Приобретение BSDF над человеческим лицом в 2000 году Debevec et al. [2] был одним из последних ключевых достижений на пути к полностью виртуальному кинематографу с его ультра-фотореалистичным цифровым аналогом . Команда была первой в мире, кто изолировал компонент подповерхностного рассеяния (специализированный случай BTDF) с помощью простейшего светового столика , состоящего из подвижного источника света, подвижной цифровой камеры с высоким разрешением , двух поляризаторов в нескольких положениях и очень простых алгоритмов. на скромном компе . [2]Команда использовала существующие научные знания о том, что свет, который отражается и рассеивается от слоя воздуха к маслу, сохраняет свою поляризацию, в то время как свет, проходящий внутри кожи, теряет поляризацию. [2] Компонент подповерхностного рассеяния может быть смоделирован как устойчивое сильнорассеивающее свечение света внутри моделей , без которого кожа не будет выглядеть реалистично. ESC Entertainment , компания, созданная Warner Brothers Pictures специально для создания системы визуальных эффектов / виртуальной кинематографии для The Matrix Reloaded и The Matrix Revolutionsизолировали параметры для приближенного аналитического BRDF, который состоял из ламбертовского диффузионного компонента и модифицированного зеркального компонента Фонга с эффектом типа Френеля . [3]

Обзор функций BxDF [ править ]

BRDF против BSSRDF
  • BDF ( функция двунаправленного распределения ) совместно определяется BRDF и BTDF.
  • BSSRDF ( функция распределения двунаправленной рассеивающей поверхности отражения или двунаправленное поверхностное рассеяние RDF ) [4] [5] описывает связь между исходящей яркостью и падающим потоком, включая такие явления, как подповерхностное рассеяние (SSS). BSSRDF описывает, как свет переносится между любыми двумя лучами, падающими на поверхность.
  • BRDF ( функция распределения двунаправленной отражательной способности ) [4] - это упрощенная BSSRDF, предполагающая, что свет входит и выходит в одной и той же точке ( см. Изображение справа ).
  • BTDF ( функция распределения двунаправленного пропускания ) [1] аналогична BRDF, но для противоположной стороны поверхности. ( см. верхнее изображение ).
  • BSSTDF ( функция распределения коэффициента пропускания двунаправленной рассеивающей поверхности ) похожа на BTDF, но с подповерхностным рассеянием.
  • BSSDF ( функция распределения двунаправленных поверхностей рассеяния ) определяется совместно BSSTDF и BSSRDF. Также известен как BSDF ( функция распределения двунаправленного рассеяния ).

См. Также [ править ]

  • BRDF
  • Радиометрия
  • Отражение
  • Сияние
  • BTF

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Бартелл, ФО; Дерениак, ЭЛ; Вулф, WL (1980). «Теория и измерение функции двунаправленного распределения коэффициента отражения (BRDF) и функции распределения двунаправленного коэффициента пропускания (BTDF)» . Рассеяние излучения в оптических системах. 0257 . Труды SPIE Vol. 257 Рассеяние излучения в оптических системах: 154–160. DOI : 10.1117 / 12.959611 . Проверено 14 июля 2014 года . Cite journal requires |journal= (help)
  2. ^ a b c Дебевек, Пол; Тим Хокинс; Крис Чоу; Хаарм-Питер Дуйкер; Уэстли Сарокин; Марк Сагар (2000). «Получение поля отражения человеческого лица». Материалы 27-й ежегодной конференции по компьютерной графике и интерактивным технологиям - SIGGRAPH '00 . ACM. С. 145–156. DOI : 10.1145 / 344779.344855 . ISBN 978-1581132083.
  3. ^ Хабер, Йорг; Деметри Терзопулос (2004). «Моделирование лица и анимация». Материалы конференции по курсам SIGGRAPH 2004 - GRAPH '04 . ACM. стр. 6 – es. DOI : 10.1145 / 1103900.1103906 . ISBN 978-0111456781.
  4. ^ a b Никодим, ИП; Ричмонд, JC; Hsia, JJ; Гинзберг, И. В.; Лимперис, Т. (1977). «Геометрические соображения и номенклатура отражения» (PDF) . Технический отчет NBS MN-160, Национальное бюро стандартов . Проверено 14 июля 2014 года .
  5. ^ Дженсен, HW; Маршнер, SR; Левой, М .; Ханрахан, П. (2001). «Практическая модель подповерхностного легкого транспорта» (PDF) . Материалы 28-й ежегодной конференции по компьютерной графике и интерактивным технологиям - SIGGRAPH '01 . graphics.ucsd.edu/~henrik/papers/bssrdf/ . Материалы ACM SIGGRAPH 2001. С.  511–518 . CiteSeerX 10.1.1.503.7787 . DOI : 10.1145 / 383259.383319 . ISBN   978-1581133745. Проверено 14 июля 2014 года .

Внешние ссылки [ править ]