Warum ist der Abstand zwischen Objekt und Auge in Beleuchtungsmodellen irrelevant?

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Beispielsweise ändert sich im Phong-Modell und im Blinn-Modell die Lichtintensität nicht, je nachdem, wie weit die Kamera entfernt ist. Warum das?

shaders lighting shading

— wlnirvana
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Schauen Sie sich ein Objekt in Ihrer Nähe an. Bewegen Sie sich nun ein paar Meter davon entfernt. Ändert es seine Helligkeit? Warum sollte es in der Computergrafik anders sein? Der einzig relevante Abstand ist der Abstand zu den Lichtquellen.

— LukeG

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@LukeG Warum ändert das nicht seine Helligkeit? Intuitiv habe ich das Gefühl, dass, wenn ich weit von einem Objekt entfernt bin, die gesamte Lichtenergie von diesem, um zu meinen Augen zu gelangen, geringer werden sollte.

— Wlnirvana

Ich verstehe was du meinst. Ich habe eine Suche durchgeführt und einen großartigen Artikel zu diesem Thema gefunden. Ich habe eine Antwort mit dem Link und einer Zusammenfassung gepostet.

— LukeG

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Nachdem ich anfangs über diese Frage verwirrt war, weil es sich natürlich anfühlte, dass Objekte ihre Helligkeit nicht in Abhängigkeit von der Entfernung zum Auge (oder zur Kamera) ändern, sondern nur in Abhängigkeit von der Entfernung zur Lichtquelle, führte ich eine schnelle Google-Suche durch und fand diesen tollen Artikel . Es geht um genau dieses Thema in der Fotografie und erklärt, warum der Abstand zwischen Objekt und Kamera nicht relevant ist.

Um es zusammenzufassen: Ja, die ankommende Energie nimmt proportional zu ab 1/r². Beachten Sie jedoch Folgendes: Mit zunehmender Entfernung erscheint das Objekt auch kleiner und proportional zu 1/r². Es hat zwar weniger ankommende Energie, deckt aber auch einen kleineren Bereich Ihres Sichtfelds ab. Diese beiden Effekte heben sich gegenseitig auf. Somit beeinflusst der Objekt-Kamera-Abstand die wahrgenommene Helligkeit nicht.

— LukeG
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Diese Frage wird durch die Betrachtung physikalischer Einheiten gelöst.

Die Bestrahlungsstärke (Watt pro Quadratmeter) des gesamten Objekts bestimmt dessen Beleuchtung. Diese Einheit variiert mit dem Abstand zwischen Objekt und Licht, da sich die "gegenüberliegende Oberfläche" 1/r²mit dem Abstand verringert .
(Der Strahlungsfluss (W) des Lichts ist konstant.)

Stellen wir uns der Einfachheit halber einen Fall vor, in dem sich das Licht an der Kameraposition befindet und wir eine weiße Scheibe betrachten. Die Ausstrahlung der Scheibe ist das von ihrer Oberfläche emittierte Licht unter Berücksichtigung unseres Blickwinkels: in Watt pro Steradiant pro Quadratmeter.

Die Strahlung ist notwendigerweise geringer als ihre Bestrahlungsstärke, wenn das Material diffus ist. Warum das ? weil die Kamera nur einen winzigen Winkel der gesamten Reemissionsrichtung einschließt; während die Scheibe ihre Energie bei wieder abgibt2π Steradian (Hemisphäre) .

Die Ausstrahlung der Kamera ist also irradiance / 2π. Wie Sie sehen, hängt dies nicht von der Entfernung zwischen dem Objekt und der Kamera ab. Die Strahldichte ist eine Einheit pro Quadratmeter, was bedeutet, dass sie die "Lichtintensität" pro Fläche definiert. Wenn sie also diskretisiert wird, bedeutet dies, dass es sich um den Pixelwert handelt :)

Ich hoffe ich habe recht, das ist immer verwirrend.

— v.oddou
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