Wird ein Lambertscher Reflektor von einem kleineren Teil der einfallenden Strahlung beleuchtet, wenn er gekippt wird?


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Beim Lesen über das Lambertsche Reflexionsvermögen in Wikipedia habe ich den folgenden Satz (in Fettdruck) gefunden, der für mich nicht richtig klingt:

In der Computergrafik wird die Lambertsche Reflexion häufig als Modell für die diffuse Reflexion verwendet. Diese Technik bewirkt, dass alle geschlossenen Polygone (z. B. ein Dreieck innerhalb eines 3D-Netzes) das Licht beim Rendern gleichmäßig in alle Richtungen reflektieren. Tatsächlich ändert ein Punkt, der um seinen Normalenvektor gedreht wird, nicht die Art und Weise, wie er Licht reflektiert. Der Punkt ändert jedoch die Art und Weise, wie er Licht reflektiert, wenn es von seinem anfänglichen Normalenvektor weg geneigt wird, da der Bereich durch einen kleineren Teil der einfallenden Strahlung beleuchtet wird.

Die Art und Weise, wie ich mir die im Absatz beschriebene Situation vorstelle und nur von der Lichtquelle wegkippt, würde dazu führen, dass in einem bestimmten Bereich weniger Licht einfällt. Im Allgemeinen kann das Wegkippen vom anfänglichen Normalenvektor entweder zu einer Zunahme oder einer Abnahme des einfallenden Lichts pro Fläche führen, da dies nichts über den Ort der Lichtquelle aussagt.

Habe ich den Kontext falsch verstanden oder sollte dies auf Wikipedia umgeschrieben werden?


Die sichtbare Querschnittsfläche verringert sich mit zunehmendem Einfallswinkel.
Jojaja

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@joojaa Ich folge diesem Bit, aber das fettgedruckte Bit scheint davon zu sprechen, die Oberfläche von ihrem ursprünglichen Normalenvektor weg zu kippen, was nur für den speziellen Fall sinnvoll wäre, dass das einfallende Licht senkrecht zur Oberfläche ist, oder ich bin es etwas vermissen.
Trichoplax

Ja, der Wortlaut ist ziemlich seltsam (was ist zum Beispiel ein Drehpunkt? :-)). Es ist kein Fehler, es ist eine schlechte Formulierung. Ich befürchte, dass ein Typ aus irgendeinem Grund einmal schnell den gesamten "grundlegenden Computergrafik" -Inhalt von Wikipedia erstellt hat und viel (oder mehr) polieren musste. Scheint, als wären heiße Themen gut bearbeitet und abgeschlossen (von Akademikern und Master- / Doktoranden?), Aber keine grundlegenden Themen (ich habe es für einige getan).
Fabrice NEYRET

Antworten:


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Ich sehe einige Probleme in dem Zitat, das Sie gepostet haben.

Tatsächlich ändert ein Punkt, der um seinen Normalenvektor gedreht wird, nicht die Art und Weise, wie er Licht reflektiert.

Dies ist wahr, weil ein Lambertscher Reflektor niemals die Art und Weise ändert, wie er Licht reflektiert. Das zugrunde liegende Prinzip bleibt gleich. Außerdem sind Lambertsche Oberflächen isotrop, so dass sich auch die Menge des reflektierten Lichts nicht ändert (was wahrscheinlich das Ziel dieses Satzes ist).

Der Punkt ändert jedoch die Art und Weise, wie er Licht reflektiert, wenn es von seinem anfänglichen Normalenvektor weg geneigt wird, da der Bereich durch einen kleineren Teil der einfallenden Strahlung beleuchtet wird.

Wieder nicht wahr, weil sich das Prinzip nicht ändert. Die Menge kann sich ändern, mit Ausnahme des Sonderfalls, dass der Kosinus vor und nach dem Kippen <= 0 ist. Die Menge muss nicht unbedingt wachsen , es sei denn, wir definieren , dass der Kosinus gleich 1 vor, das heißt , dass die normalen Punkte direkt in Richtung der Lichtquelle.

Dieser ganze Absatz sollte wahrscheinlich umgeschrieben werden, um weniger mehrdeutig zu sein. Das Einbeziehen der Isotropie könnte es vollständiger machen.


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Sie haben Recht, es ist schlecht formuliert. Die Beleuchtung fällt mit dem Kosinus des Winkels zwischen der Oberflächennormalen und der umgekehrten Lichtrichtung ab. Der Wortlaut impliziert also, dass das Licht auf die ursprüngliche Oberflächennormale scheint, und dass ein Wegkippen von der Beleuchtungsrichtung wegkippt.


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Die Beleuchtung fällt nicht wirklich von der Oberfläche in Richtung des Lichts ist nur kleiner
joojaa

Sie haben Recht, ich denke, "Abfallen" ist für mich alles, was die Oberfläche aus Sicht des Lichts kleiner macht. Abstand und Drehung vom Licht weg haben für mich den gleichen Effekt, aber meine Definition von "Fall-" off "ist wahrscheinlich nicht mathematisch korrekt: P
chrisvarnz

Nun ja, aber das wäre für einen Laien schwer zu verstehen. Viele Dinge können abfallen.
Joojaa

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In dieser Angelegenheit muss man zunächst die Mengen definieren, die hier physikalisch im Spiel sind, damit alle über dasselbe sprechen.

Es gibt:

  • Strahlung ( Wikipedia )
    Fluss, der von einer Oberfläche pro Raumwinkel pro projizierter Fläche emittiert wird. Einheit ist W · sr - 1 · m - 2
    Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein
  • Strahlungsintensität ( Wikipedia )
    Ursprung der Strahlung, Sie nehmen die Oberfläche aus dem Gerät.
    Einheit ist W · sr - 1
  • Intensität ( Wikipedia )
    Eine wahrnehmungsbasierte Leistungseinheit pro Raumwinkel.
    Einheit ist Candela
  • Luminanz ( Wikipedia )
    Die Luminanz wird normalerweise durch Teilen der Lichtstärke durch den Lichtquellenbereich ( Quelle ) erhalten,
    daher basiert dies auch auf der Wahrnehmung.
    Einheit ist cd · m - 2
  • Luminuous Flux ( Wikipedia ) Das
    Gleiche, aber nicht im Zusammenhang mit dem Raumwinkel.
    Zitat: Der
    Lichtstrom ist ein Maß für die Gesamtlichtmenge, die eine Lampe ausstrahlt. Die Lichtstärke (in Candela) ist ein Maß dafür, wie hell der Strahl in einer bestimmten Richtung ist.
    Einheit ist Lumen

Sie können auch von Bestrahlungsstärke ( Wiki ) sprechen, wenn Sie von empfangener Strahlung sprechen.
Und man kann auch von totaler Bestrahlungsstärke sprechen, wenn man von der Bestrahlungsstärke spricht, die für die gesamte Hemisphäre genommen wird.

Siehe: http://www.crompton.com/light/index.html
und: https://pathtracing.wordpress.com/
und warum nicht: http://www.nvc-lighting.com/showuseInfo.Aspx? typeID = 42 & ID = 94

Wie Sie sehen können, gibt es zwei Klassen von Einheiten, die wahrnehmungsbasierte und die absolute physikalische Einheit.
Die Ausstrahlung ist das Maß, das Sie betrachten möchten, um Lambert zu verstehen. Sie können den Kosinusabfall tatsächlich direkt in der Formel sehen.

Sie können die Intuition davon in diesem Blog sehen: https://pathtracing.wordpress.com/ Kapitel "Lamberts Kosinusgesetz"

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