14 Ray Tracing (Radiometry)

关键点

• Radient Energy and Flux（Power）
• Radient Intensity
• irradiance
• radiance

1. Radiometry 辐射度量学

1.1 Radient Energy and Flux（Power） 能量与功率

• 单位分别是焦耳、瓦特，使用flux是因为要考虑单位时间的光照结果，即光源亮度。功率的单位除了瓦特，还有流明lm(lumen)。
  
• Flux可以理解为单位之间辐射出的光子数量。
  

1.2 Radient Intensity

• 单位立体角的功率。单位是W/sr或者lm/sr=cd(candela)。
  
• 使用一个任意半径r的园，一个角度对应一个弧度l，将角度定义为l/r，一个圆的弧度是2pi。
• 使用一个任意半径r的球面，一个立体角对应一个面积A，将角度定义为A/r^2，一个球的立体角是4pi。
• Differential Solid Angles 微分/单位立体角
  使用theta与phi可以定义球面上的一个位置，则面积微元定义如下，那么除以r^2可以定义单位立体角dw：
  
• 因此，Intensity与power的关系如下：
  

1.3 Irradiance

• 单位面积的功率。单位是\(W/m^2\)或者\(lm/m^2=lux\)。
• 该单位面积是与光线垂直的，否则应当转换成投影到垂直面积上的功率分量。
• 在光线传播过程中，intensity并未衰减，而是irradiance在衰减：
  

1.4 Radiance

• 用于描述光线在传播过程中的属性。在单位立体角、单位投影面积上的功率。
  
• Radiance是单位立体角的irradiance，是有方向性的irradiance，即投影到单位面积上的功率是来自某一个方向的单位立体角功率，或者单位面积上的功率想着某一个方向发出的单位立体角功率；反之，irradiance是radiance的积分。
  
• Radiance是单位投影面积的intensity，是描述位置特性的intensity，同上。

来源

[1]Games101. 闫令琪