双向反射分布函数

合集下载

brdf 原理

brdf 原理

brdf 原理BRDF(双向反射分布函数)是计算机图形学中广泛使用的一种表面光照模型,用于描述物体表面对入射光的反射特性。

BRDF原理是指通过数学模型来描述光在物体表面上的反射和散射过程。

BRDF的原理基于光线追踪和光的物理特性,它考虑了光照的入射角度、物体表面的法线向量以及观察方向。

通过这些因素,BRDF 能够计算出在不同入射角度下的反射光强度。

BRDF通常用函数的形式表示,它将入射光照强度、入射角度、出射角度等参数作为输入,输出反射光的强度。

BRDF的计算可以分为两个步骤:入射光照强度的采样和反射光强度的计算。

在采样阶段,通过光线追踪方法来模拟光线与物体表面的相互作用,确定入射光照强度。

在计算阶段,根据入射光照强度的采样结果以及物体表面的法线向量等参数,利用BRDF函数来计算出反射光的强度。

在BRDF函数中,常用的模型包括Lambertian模型、Phong模型、Blinn-Phong模型等。

这些模型通过调整参数来模拟不同的物体材质特性,如漫反射、镜面反射等。

通过选择合适的BRDF模型和参数,可以实现逼真的光照效果。

BRDF的应用广泛存在于计算机图形学中,例如计算机游戏、电影特效、虚拟现实等领域。

在这些应用中,BRDF被用于计算物体表面的光照效果,使得渲染出的图像更加真实和细致。

除了BRDF,还有另一种相关的表面光照模型称为BSDF(双向散射分布函数)。

BSDF包含了BRDF的内容,并且还考虑了光线的透射和散射过程。

BSDF的原理与BRDF类似,但是更加复杂。

BSDF可以用于模拟透明物体的光照效果,如玻璃、水等。

总结起来,BRDF是一种用于描述物体表面光照特性的数学模型。

通过计算入射光照强度和物体表面的反射特性,BRDF能够实现逼真的光照效果。

在计算机图形学中,BRDF被广泛应用于各种渲染技术中,提供了逼真的光照效果,使得渲染出的图像更加真实和细致。

vray双向反射分布函数 phong blinn

vray双向反射分布函数 phong blinn

vray双向反射分布函数phong blinn 双向反射分布函数(BRDF)是计算机图形学中用于描述光线与表面相互作用的一种数学模型。

它包含了关于光线入射、反射和折射的信息,是渲染真实感光照效果的关键因素之一。

在计算机图形学中,常用的BRDF模型有Phong模型和Blinn-Phong 模型。

Phong模型是一种经典的光照模型,由贝尔实验室的Paul Phong于1975年提出。

它主要考虑了表面的镜面反射特性,即光线入射到表面时,只有一部分能量被吸收,另一部分能量被反射出来。

Phong模型的BRDF定义为:BRDF(θi, θr) = (F0 + Fs * (cos(θi))^n) * cos(θi - θr)其中,θi和θr分别表示光线入射和反射的角度;F0表示环境光的强度;Fs表示表面材质的光泽度;n表示表面材质的粗糙度。

Phong模型的特点是简单易实现,但在某些情况下(如高光区域较小或表面粗糙度较大时),渲染结果可能不够真实。

为了解决Phong模型的问题,Blinn在1977年提出了一种改进的光照模型,称为Blinn-Phong模型。

Blinn-Phong模型在Phong模型的基础上增加了一个菲涅尔项,用于描述光线在表面之间的透射和反射过程。

Blinn-Phong模型的BRDF定义为:BRDF(θi, θr) = (Kd + Ks * (Fs * (cos(θi))^n)) * cos(θi - θr)+ Kt * (1 - cos(θi - θr))其中,Kd表示漫反射系数;Ks表示镜面反射系数;Kt表示透射系数。

Blinn-Phong模型在保留Phong模型优点的同时,增加了对表面材质的漫反射和透射特性的描述,使得渲染结果更加真实。

V-Ray是一款广泛应用于计算机图形学的渲染引擎,它支持多种BRDF模型,包括Phong模型和Blinn-Phong模型。

在V-Ray中,用户可以通过调整材质参数来选择不同的BRDF模型,以实现所需的光照效果。

粗糙基底上涂层的极化双向反射分布函数

粗糙基底上涂层的极化双向反射分布函数
巩 蕾 , 吴振 森 2
(. 1 西安 工业 大学 光 电工程 学 院 , 西 西安 7 0 3 ; . 陕 10 2 2 西安 电子科技 大学 理 学院 , 西 西安 7 0 7 ) 陕 10 1
摘 要 :为 了有效检 测 光 学基底 和镀 膜后 的光 学元 件质 量 ,根 据微 面元 电磁散 射 理 论 建立 了一 阶极
PBRDFw, s atrn a g e n a i u h n l w ee ak d b u . The e u t s w t a te o a ie c te g n l a d zm t a ge i r tl e a o t r s ls ho h t h p lrz d
化 光散 射 模 型 , 导 求解 出其 极化 双 向反 射 分 布 函数 , 得 了极 化双 向反射 分 布 函数 P 推 获 P项 与散 射 角 和 方位 角的三 维 关 系。 数值 模 拟分 析 了入射 角、 基底 粗糙 度 及 不 同涂层 厚度 对极 化 双 向反射 分 布 函数 的影 响 。数值 结果表 明 : 化 双 向反 射 分布 函数 与 入射 角 、 关长度 、 方根 高度及 涂 层厚 度 均成 反 极 相 均
比。P极 化入 射 产 生的 尸极 化 双 向反射 分 布 函数 强烈依 赖 于入 射 角 、 射 角和 方位 角。布鲁 斯特 角的 散
位 置 随 着入 射 角的增加 逐 渐 向散 射 方位 角小 的方 向移动 。
关键 词 :光散射 ; 极 化 ; 双 向反 射 分布 函数 ( R ) 微 面元 极化模 型 B DF ;
2 S h o o ce c ,X d a ies y ia 1 0 1 hn ) . c o l fS in e i i Unv ri ,X n 7 0 7 ,C ia n t

双向反射分布函数 反射成像

双向反射分布函数 反射成像

双向反射分布函数反射成像
双向反射分布函数(BRDF)是描述物体表面反射性质的一种数学模型,它能够预测任意入射光线方向下的反射光线方向和强度。

BRDF 在计算机图形学、计算机视觉、遥感、光学等领域都有着广泛应用。

反射成像是指物体表面反射出的图像,它是由光线经过物体表面反射后形成的。

在计算机图形学中,反射成像是绘制真实场景的重要组成部分。

通过使用 BRDF 模型和反射成像技术,我们可以在计算机上渲染出高度逼真的图像。

BRDF 的计算过程可以分为两个部分:入射光线和出射光线的处理。

入射光线通常是通过光线跟踪技术确定的,而出射光线的方向和强度则由 BRDF 模型计算得出。

BRDF 模型通常包括反射率、粗糙度、金属度等参数,这些参数决定了物体表面的反射特性。

反射成像技术可以分为两种:离线渲染和实时渲染。

离线渲染通常用于生成高质量的静态图像,它可以利用 BRDF 模型预先计算出所有入射光线和出射光线的信息。

而实时渲染则需要在每一帧图像中动态计算出入射光线和出射光线的信息,因此需要更快的计算速度和更低的计算成本。

总之,BRDF 模型和反射成像技术对于计算机图形学和计算机视觉等领域都具有重要意义。

它们的应用使得计算机能够模拟真实世界的光学效果,从而生成出逼真的图像和场景。

- 1 -。

【国家自然科学基金】_光谱双向反射分布函数_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801

【国家自然科学基金】_光谱双向反射分布函数_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801

2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
科研热词 双向反射分布函数 粗糙面 散射 德洛奈三角剖分 微面斜率法 半透明介质层 几何光学近似 光谱学 三维重建 三维模型
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
2014年 科研热词 雪粒径 雪污化物含量 遥感 漫射板 渐进辐射传输 星上定标 定量遥感 塑料 双向反射分布函数 光学测量 phong模型 brdf绝对测量 brdf 推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
科研热词 高光谱图像 非线性端元提取 铝漫反射板 色度 空间信息 流形学习 星载差分吸收光谱仪器 在轨光谱定标系统 双向反射系数 双向反射分布函数 光谱反射率因数 光谱双向反射分布函数 光散射 n-findr算法
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
2009年 序号 1 2 3 4 5
科研热词 表面辐射特性 电磁波 热辐射 有限时域差分 微结构
推荐指数 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

科研热词 双向反射分布函数 双向反射 误差分析 表面辐射特性 绝对测量 目标与环境特性 散射 微粗糙 太阳热反射涂料 各向异性反射因子 可见光散射 反照率 参量模型 半球反射率谱 半球反射率 光谱双向反射分布函数 光谱
推荐指数 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

vray 双向反射分布函数

vray 双向反射分布函数

vray 双向反射分布函数一、双向反射分布函数方程双向反射分布函数(BRDF)的方程定义如下:f_r(\vec{x},\vec{\omega_i},\vec{\omega_r})=\frac{dL_r(\vec{x},\vec{\o mega_r})}{dE_i(\vec{x},\vec{\omega_i})}其中,$f_r(\vec{x},\vec{\omega_i},\vec{\omega_r})$表示在空间位置$\vec{x}$上,入射光线入射方向为$\vec{\omega_i}$,出射光线出射方向为$\vec{\omega_r}$情况下,入射光线的辐射度(radiance)与出射光线的辐射度的比值。

二、双向反射分布函数在哪里双向反射分布函数是计算机图形学和计算机视觉领域中的一个重要概念。

它被广泛应用于光照模型、计算机视觉等领域中,如渲染引擎中的光照计算、物体表面反射模型、计算机视觉中的阴影计算等方面。

三、双向反射分布函数是什么意思双向反射分布函数是描述物体表面微观几何与光线相互作用的函数。

在任意给定的表面点,BRDF消息表面法线方向上的光线与入射光线之间的关系,以及表面粗糙的程度。

表面粗糙度越高,反射分布函数就越广,物体看上去就越模糊。

四、双向反射分布函数多面叫什么双向反射分布函数的多面版本被称为BRDF,并且依赖于入射角、出射角和反射面法线。

五、双向反射分布函数的英文双向反射分布函数的英文名称为Bidirectional Reflectance Distribution Function,简称BRDF。

六、双向反射分布函数表达式在物理上,BRDF通常表达为入射方向$\vec{\omega_i}$,出射方$\vec{\omega_r}$以及表面法线$\vec{n}$的函数。

通常表示为:f_{r}(\vec{\omega_r},\vec{\omega_i},\vec{n})=\frac{dL_{out}(\vec{\ome ga_r})}{dE_{in}(\vec{\omega_i})}其中,$L_{out}$表示从该方向发出的辐射强度,$E_{in}$表示沿着该方向的入射辐射通量。

可变温条件下材料表面的双向反射分布函数测量

可变温条件下材料表面的双向反射分布函数测量

Ne激 光器 , 选用 Sl 3 —B 光 电探 测 器。 实验表 明 : i3 65 K 随着 试样表 面温度 的升 高 , 表 面的 B D 铜 R F 测量值 发 生了改 变; 在温 度上升 或 下降到 同一 温度 时, 表 面的 B D 铜 R F测 量值 不 同。最后 , 实验 对 现 象的 形成机 理进行 了深入 分析 。上述 实验 结论 对材料 表 面空 间反 射特 性的研 究具 有重要 意 义。
DAIJn — i Z ig m n , HAO h n — i, LIYig Z o g y n
( .S h o fElc rc l g n e i g& Au o to 1 c o l e t ia o En i e r n t ma i n,Ha b n I s iu eo c n l g ,Ha b n 1 0 0 Ch n r i n tt t fTe h o o y r i 0 1, i a: 5 2 c o l f E e g ce c .S h o n r y S in e& En i e rn o g n e i g,Ha b n I s i t fTe h o o y,Ha bn I 0 0 ,Ch n r i n t u e o c n l g t r i 0 1 5 ia)
对试样进 行加 热 , 用模糊 P D控 制 器进 行 温度 的控制 。在 2 = 0 采 I 5( ~5 0 C的 温度 范 围 内, 对铜 表
面 的 双 向 反 射 分 布 函 数 进 行 了测 量 实 验 , 源 采 用 可 见 光 波 长 0 6 28, , 率 约 8mW 的 He 光 .3 a 功 m —
维普资讯
第2 卷 第 3 9 期
20 0 8年 5月

双向反射分布函数(BRDF)及其测量

双向反射分布函数(BRDF)及其测量




、\\
(射 光 和 测 的 线 向 夹 ,间 是 射 反 )线 被 面 法 方 的 角空 角 入
平面 ( 反射平面) 在被测 面上 的投影和初始面之间的夹

\ 一二 至 ≮i ’ 蕾’ :: :
一 .。
角这理 , 人 和射 “ ” 个 样解 个 反 的 警 被 这 双
二 、 向反 射 分布 函数 ( R F 的 内涵 双 BD )
在 这个 基 本定 义 中 , 键 字 “ 射 ” 关 反 显然 指 的 是入 射 光 在 材 料 表 面发 生 了反 射现 象 。 这里 提 出关键 字 “ 向” 双 的 两种 理解 。一 是 可 以认 为B DF R 的影 响 因子 有 “ 入射
午 琳 . IJ 仝 H 是 日 圳 化 州 。 一 足 则 上 】 仕 儿 lr州 疋 尘 J


义 条件 引进 入 射 平 面 ( 射 平 面 ) 概 念 。 所谓 入 射平 反 的 图 1 双 向反射分 布 函数 原理 图 面 ( 射平 面 ) 指 入 射 ( 射 ) 中心 线 和 被测 面 的法 反 是 反 的
值是随着入射源立体角的变化而变化 的。当假设施照
体 是 不 变 的一 束 平 行 光 , 入 射照 度 是 固定 的 , 是 实 则 这
验 室 标定 B DF 准 板可 以满 足 的条 件 。 外 , 实 验室 R 标 另 在 外 的具 体应 用 研究 中 , 可 以认 为在 一 个 小 的入 射 源立 也
《 规则 反 射 面或 漫射 面 的 光散 射测 量 角 度定 义 》 中
B D 的 准确 定 义 , 是一 个 基 本 的概 念 型定 义 : RF 这 茕光 均 匀 投 射 到 足 够 大 的均 匀 且 各 向 同 性 的 材 料
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

• Radiant energy is denoted by Q and measured in Joule (J)(焦耳)
Radiant Flux (光通量)
• Radiant energy does not stay fixed in one position, but moves • Radiant Flux describes:
Solid Angle(立体角)
• Light generally arrives at or leaves a surface point from a range of directions that is denoted by solid angles. solid angles represents a 3D generalization of angle formed by a region on a sphere. • Max value of a solid angle is 4 , which is given by a sphere.
Spherical Coordinate (球面坐标)
• Since light are mostly expressed in terms of directions, it is generally more convenient to describe them by spherical coordinates rather than by cartesian coordinate vectors. • As illustrated in the figure, a vector in spherical coordinates is specified by three elements.
– The flow of energy through an area per unit time – To represent radiant energy in motion, we have
– Measure in watt (W)(瓦特) – 1 watt (W) is equivalent to one Joule(焦耳) per second
Spherical Coordinate (球面坐标)
• Since light are mostly expressed in terms of directions, it is generally more convenient to describe them by spherical coordinates rather than by cartesian coordinate vectors.
Illumination(光照、照明)
• Illumination can be classified as local or global.
– Local illumination is concerned with how objects are directly illuminated by light sources.
Radiance (光亮度)
• An intuitive way to explain this foreshortening factor in radiance is to consider radiance as a flow of energy from a source to a receiver as exhibited in the figure for a receiver perpendicular to the flow direction.
W /(sr m2 )
Radiance (光亮度)
• Note that it is the foreshortening of surface area in radiance, which is in contrast to the other area-based quantity irradiance(辉度) that are non-directional.
• The apparent area of a surface patch according to the angle at which it is viewed
• For a surface patch of area A, its foreshortened area from direction θis given as A cos(θ), since its apparent length in the x direction is scaled by cos(θ).
• Irradiance is the integral of radiance over hemisphere
d E L( ) cos d dA
Radiance (光亮度)
• Defined respect to the apparent surface as:
d L dA cos d
• Foreshortening of Area
– the area perpendicular to the flow direction
Irradiance (辉度) from radiance (光亮度)
Preliminary
• Before introducing BRDF, we review some preliminary concepts.
– – – – – – – – Spherical Coordinate (球面坐标) Solid Angle (立体角) Foreshortened Area (投影面积) Radiant Energy (光能) Radiant Flux (光通量) Irradiance (辉度) Intensity (发光强度) Radiance (光亮度)
• Preliminary for BRDF • BRDF:definition and Properties • BRDF Models
• BRDF照明)
• Illumination can be classified as local or global.
dQ dt
Irradiance (辉度)
• To describe interactions of radiant energy and a surface
– We represent the incoming radiant flux per unit surface area(单位面积的光通量) as
Computer Graphics
Shi-Min Hu
Tsinghua University
BRDF(双向反射分布函数)
• BRDF
– Bidirectional Reflectance Distribution Function – Describe how light is reflected from a surface
– GlobalTopic: illumination includes how objects are Today’s a physical description of how illuminated by light from locations other than light is reflected from a surface, which is light sources, Including by reflection of other known asand BRDF. objects refraction through objects.
ds d 2 r
Solid Angle(立体角)
• For a differential solid angle described by differential angles d , d in the , directions, its differential area dA on the sphere is
• So we use Intensity, described as:
– Radiant flux with respected to solid angle
d I d
Radiance (光亮度)
• Radiant flux is always described in terms of both surface area and solid angle • The measure of flux entering or leaving a surface per solid angle per unit foreshortened surface area is called Radiance which can be measured by
– magnitude r denotes the length of the vector. – Θ measures the angle between the vector and the z-axis, – ψ represents the counterclockwise angle on the x-y plane from the x-axis to the projection of the vector onto the xy plane.
– Local Localillumination illumination is concerned with how objects are directly illuminated by light sources.
– Global illumination includes how objects are illuminated by light from locations other than light sources, Including by reflection of other objects and refraction through objects.
相关文档
最新文档