辐射度量学
图形学中能量是一种简称,即单位时间内的能量,也就是功率
intensity:在一个单位立体角上的能量
立体角:在单位球上,一块对着球心的面积除以半径的平方,此时半径为1,立体角即为面积,通俗说为一个三角锥
微分立体角:看最终结果,说明立体角在球面上的变化并不是均匀的
注意:dA是微小面积,dw是立体角
Irradiance:在一个单位面积上的能量,此时光线要与面垂直,如果不垂直,则需要转换成垂直方向的分量,乘以cos,cos为入射方向与单位面积的法向量的夹角
Radiance:(在一个微小面上,朝着某个特定方向辐射出的能量)
从intensity和Irradiance的角度考虑。intensity的话,就是在单位面积上的能量,朝着某个特定方向辐射出的能量,Irradiance的话,就是单位面积从某个特定方向接收到的能量
Irradiance和Radiance:Irradiance是单位面积上来自所有方向的能量,Radiance是单位面积上从某个方向上入射进来的能量,把Radiance在单位球的上半部分对立体角积分,可得到Irradiance。
注意:图中Li(p,w)是某个方向上的Radiance,根据Radiance的定义,把Radiance乘以cos和dw,即可得到Irradiance
BRDF: 双向反射分布函数,定义在一个微小面积上,从某个方向进来的Radiance转换为Irradiance,为微小面积上的能量,此时经过镜面反射或者漫反射时,在某一个出去的方向上的Radiance与微小面积上的Irradiance比值。这里可说明不同的材质会有不同的BRDF,从而影响光线的反射。
The Reflection Equation:反射方程,在某一个固定方向观看点p,即为图中相机位置,考虑此时所有方向的光照对点p的影响Li,在Lr方向射出,
此时Lr的Radiance等于Li的Radiance乘以BRDF在半球上对立体角的积分。
The Rendering Equation:渲染方程,在反射方程的基础上,加上自身发光项