Ламбертовский коэффициент отражения

Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален.
Найти источники: «Ламбертовское отражение» - новости · газеты · книги · ученый · JSTOR ( май 2017 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это шаблонное сообщение )

Ламбертовская отражательная способность - это свойство, определяющее идеальную «матовую» или диффузно отражающую поверхность. Кажущаяся яркость ламбертовской поверхности для наблюдателя одинакова независимо от угла зрения наблюдателя. ^[1] Более технически, поверхность по яркости является изотропной , и сила света , подчиняется Закон Ламберта . Ламбертианская отражательная способность названа в честь Иоганна Генриха Ламберта , который представил концепцию идеальной диффузии в своей книге « Фотометрия» 1760 года .

Примеры [ править ]

Необработанная древесина демонстрирует отражательную способность примерно по Ламберту, но древесина, покрытая глянцевым полиуретановым покрытием , - нет, поскольку глянцевое покрытие создает зеркальные блики . Свежевыпавший снег и древесный уголь - это приблизительно ламбертовские поверхности с высоким и низким коэффициентом отражения соответственно ^{[ цитата ]} . Хотя не все шероховатые поверхности являются ламбертовскими, это часто хорошее приближение и часто используется, когда характеристики поверхности неизвестны. ^[2]

Spectralon - это материал, который демонстрирует почти идеальную отражательную способность по Ламберту. ^[1]

Использование в компьютерной графике [ править ]

В компьютерной графике ламбертовское отражение часто используется в качестве модели диффузного отражения . Этот метод заставляет все замкнутые многоугольники (например, треугольник в трехмерной сетке) одинаково отражать свет во всех направлениях при визуализации. Фактически, небольшая плоская область, повернутая вокруг своего вектора нормали , не изменит способ отражения света. Однако эта область изменит способ отражения света, если она будет отклонена от своего исходного вектора нормали, потому что область освещается меньшей частью падающего излучения. ^[3]^{[ требуется проверка ]}

Отражения рассчитываются, принимая скалярное произведение поверхности в векторе нормали , и нормированный вектор света в направлении, , указывая от поверхности к источнику света. Затем это число умножается на цвет поверхности и интенсивность света, падающего на поверхность: ${\ displaystyle \ mathbf {N}}$ ${\ displaystyle \ mathbf {L}}$

{\ Displaystyle I_ {D} = \ mathbf {L} \ cdot \ mathbf {N} CI_ {L}}

,

где - интенсивность диффузно отраженного света (поверхностная яркость), - цвет и - интенсивность падающего света. Потому что ${\ displaystyle I_ {D}}$ ${\ displaystyle C}$ ${\ displaystyle I_ {L}}$

{\ Displaystyle \ mathbf {L} \ cdot \ mathbf {N} = | N || L | \ cos {\ alpha} = \ cos {\ alpha}}

,

где - угол между направлениями двух векторов, интенсивность будет максимальной, если вектор нормали указывает в том же направлении, что и вектор света ( поверхность будет перпендикулярна направлению света), и наименьшей, если вектор нормали перпендикулярен световому вектору ( поверхность параллельна направлению света). ${\ displaystyle \ alpha}$ ${\ Displaystyle \ соз {(0)} = 1}$ ${\ Displaystyle \ соз {(\ пи / 2)} = 0}$

Ламбертовское отражение от полированных поверхностей обычно сопровождается зеркальным отражением ( блеском ), где яркость поверхности наиболее высока, когда наблюдатель находится в направлении идеального отражения (то есть когда направление отраженного света является отражением направления падающего света. на поверхности) и резко отваливается. Это моделируется в компьютерной графике с помощью различных моделей зеркального отражения, таких как Фонг , Кук-Торранс . и т. д. ^{[ необходима ссылка ]}

Другие волны [ править ]

Хотя коэффициент отражения Ламберта обычно относится к отражению света объектом, его можно использовать для обозначения отражения любой волны. Например, в ультразвуковой визуализации говорят, что «грубые» ткани обладают отражательной способностью по Ламберту. ^{[ необходима цитата ]}

См. Также [ править ]

Список распространенных алгоритмов затенения
Гамма-коррекция

Ссылки [ править ]

^ а б Икеучи, Кацуши (2014). «Ламбертовское отражение». Энциклопедия компьютерного зрения . Springer. С. 441–443. DOI : 10.1007 / 978-0-387-31439-6_534 . ISBN 978-0-387-30771-8.
^ Lu, Renfu (2016). Технология светорассеяния для оценки свойств, качества и безопасности пищевых продуктов . CRC Press . п. 26. ISBN 9781482263350.
^ Ангел, Эдвард (2003). Интерактивная компьютерная графика: подход сверху вниз с использованием OpenGL (третье изд.). Эддисон-Уэсли . ISBN 978-0-321-31252-5.

[Ikeuchi14-1] а б Икеучи, Кацуши (2014). «Ламбертовское отражение». Энциклопедия компьютерного зрения . Springer. С. 441–443. DOI : 10.1007 / 978-0-387-31439-6_534 . ISBN 978-0-387-30771-8.

[2] Lu, Renfu (2016). Технология светорассеяния для оценки свойств, качества и безопасности пищевых продуктов . CRC Press . п. 26. ISBN 9781482263350.

[3] Ангел, Эдвард (2003). Интерактивная компьютерная графика: подход сверху вниз с использованием OpenGL (третье изд.). Эддисон-Уэсли . ISBN 978-0-321-31252-5.

[1]