Albedo vs Diffuse


38

İki terim arasındaki ilişkiyi anladığımı her düşündüğümde, kafamı karıştıran daha fazla bilgi alıyorum. Onların eş anlamlı olduklarını sanıyordum ama şimdi emin değilim.

"Diffuse" ve "albedo" arasındaki fark nedir? Değiştirilebilir terimler mi yoksa pratikte farklı şeyler ifade etmek için mi kullanılıyorlar?

Yanıtlar:


30

Kısa cevap: Onlar birbirlerinin yerine geçemezler, ancak anlamları bazen bilgisayar grafik literatüründe örtüşüyor gibi görünebilir, bu da kafa karışıklığı potansiyeli verir.


Albedo , bir yüzeyden uzağa yansıyan gelen ışığın oranıdır.

Dağınık yansıma , bir ayna gibi sadece bir yönde değil ışığın birçok yönde yansımasıdır ( speküler yansıma ).

İdeal dağınık yansıma ( Lambert yansıması ) durumunda, gelen ışık, ulaştığı açıdan bağımsız olarak her yöne yansıtılır. Bilgisayar grafikleri oluşturma literatüründe, bazen bir pikselin rengini hesaplarken, dağınık olarak yansıtılan ışığın oranını gösteren bir "dağınık katsayısı" olduğu için, albedo terimi ile karıştırılması için bir fırsat vardır , bu aynı zamanda yansıtılan ışığın oranı anlamına gelir. .

Yalnızca ideal dağınık yansıması olan bir malzeme oluşturuyorsanız, albedo yayılma katsayısına eşit olacaktır. Bununla birlikte, genel olarak bir yüzey, bazı ışığı difüzif olarak ve diğer ışığı speküler veya diğer yöne bağlı şekillerde yansıtabilir, böylece difüzyon katsayısı sadece albedinin bir kısmıdır.


Albedo'nun gezegenlerin, ayların ve diğer büyük ölçekli cisimlerin gözleminden bir terim olduğunu ve yüzey üzerinde bir ortalama ve genellikle zaman içinde ortalama olduğunu unutmayın. Bu nedenle, albedo yüzeyde herhangi bir yerde spesifik, geçerli yüzey özelliğine ihtiyaç duyduğunuz bir yüzeyi oluşturmak için kendi başına kullanışlı bir değer değildir. Ayrıca astronomide albedo teriminin spektrumun farklı bölümlerine farklı bağlamlarda atıfta bulunabileceğini unutmayın - daima insan tarafından görülebilir ışığa atıfta bulunmayacaktır.


Nathan Reed'in bir yorumunda işaret ettiği gibi bir başka fark, albedo'nun size renk bilgisi vermeyen tek bir ortalama değer olmasıdır. Temel oluşturma için dağılma katsayısı kırmızı, yeşil ve mavi bileşenlerin ayrı ayrı oranlarını sağlar, bu nedenle albedo yalnızca gri tonlamalı görüntüler oluşturmanıza izin verir. Daha gerçekçi görüntüler için, spektral renderleme, bir yüzeyin tüm görünür spektrumun bir fonksiyonu olarak yansımasını gerektirir - tek bir ortalama değerden çok daha fazla.


4
Ayrıca, astronomide "albedo" nun tüm görünür spektrumun ortalamaları (ve bazen UV ve kızılötesi dahil daha geniş bir spektrum), dağınık / speküler katsayılar RGB veya ideal olarak spektral miktarlar olduğu izlenimini edindim.
Nathan Reed

3
İlginç. Bu durumda, Albedo Map’in yaptığı bir şeyi söylemek mantıklı değil mi?
Felipe Lira

Terimin bir yararsız kullanımı gibi görünüyor @PhilLira ... Umarım ... yakalamak ve daha karışıklığa neden olmaz
placozoa

Bunu anladığımı sanmıyorum. Temelde bu durumda sadece küçük bir fark değil mi? Söyleyeceğiniz şey, tek farkın, albedo ile, dağınık yansımanın düz difüze ve speküler sayılar yerine, (albedo * (1 - specular))speküler olduğu ve olacağı anlamına geldiğini mi ima ediyor albedo * specular? Gerçekten anlamıyorum :(
Llamageddon 22:15

Lamageddon cevapta kapsanan bir takım farklılıklar vardır, fakat basit bir örnek olarak: bir yüzeyin albedosu 0.8 olabilir, ancak dağınık bileşeninin RGB değeri (0.6, 0.5, 0.9) olabilir. Albedo genellikle sadece tek bir skaler değerdir, oysa dağınık bileşen, sadece parlaklıktan ziyade, renk vermek için çoklu değerlere sahip olabilir.
trichoplax

2

Kısaca:

  • Düşük albedo -> daha karanlık nesne
  • Yüksek albedo -> daha parlak nesne

  • Düşük dağınık yansıma -> ayna benzeri yansıma (aka Speküler)

  • yüksek dağınık yansıma -> pamuk benzeri yansıma

2
Yanlış olsa da, bunun dağınıklık için kesinlikle doğru olduğundan emin değilim. Düşük dağınıklık yüksek speküler anlamına gelmez, peki ya karbon ya da kömür gibi güçlü materyalleri emer?
PaulHK

@PaulHK. odun kömürü düşük albedoya sahiptir çünkü olay ışığının düşük bir oranı bir yüzeyden uzağa yansır.
Kamran Bigdely

Ah evet, şimdi ne demek istediğinizi anlıyorum
PaulHK

1

Yaygın, speküler ve Yansıma terimleri çok fazla karışıklığa yol açmıştır çünkü CG tarihi boyunca farklı aydınlatma süreçlerini tanımlamak için yaygın olarak kullanılmıştır ve bazen bilimsel kullanımlarından ayrılırlar.

Bunu açıklığa kavuşturmak için burada ve orada aldığım farklı terimlerden oluşan kendi sözlüğümü kullanıyorum:


1- Yüzey Yansıtma :

  • eski sistemdeki speküler haritaya karşılık gelebilir
  • Dielektrik malzemeler için BRDF modelinin fresnel yansıma kısmına ve metalik olanlar için küresel yansımaya karşılık gelir.

Yüzeye Dayanışma işleminin açıklaması : Işık, işlem içinde yer alan materyal veya mikro yüzey altı saçılması içerisinde herhangi bir aktarım olmadan yüzeyden "sıçramaktadır" (kırılma yok, emilim yok). Açık renk bilgileri, bazı kesin durumlar haricinde (renkli metalik yansıma, parıldayan) dışında yüzey yansıması işlemi sırasında değişmeden kalır

1.1 - Pürüzlü yüzey yansıması : Hafif, kaba bir malzemeden (mikro yüzeyler) az ya da eşit dağılmış bir yönde "sıçrayan" dır.

1.2 - pürüzsüz yüzey yansıması : Işık parlak veya pürüzsüz bir malzemeden aşağı yukarı yönlendirilmiş bir yönde "sıçramaktadır".


2 - Vücut yansıması

  • Eski sistemdeki dağınıklığa tekabül

  • Yeni sistemdeki basecolor veya albedo haritasına karşılık gelir.

Gövde-Yansıma işlem açıklaması : bir yüzeye düşen ışığı değil yüzey yansıyan ilk önce nesnenin iç nakledilen olan, absorbe daha dağınık ve yansıyan ve bazı durumlarda tekrar malzeme çıkış olabilir. İç düzensizliklerden kaynaklanan mikro alt yeraltı saçılmasını içerir. Açık renk bilgisi, vücut serbest bırakma işleminin emme aşamaları sırasında değiştirilir. Eğer ışık malzemeden tekrar çıkmayı başarırsa, renk bilgisini iletir. Gövde yansıtma işlemi, metalik malzemeye uygulanamaz, çünkü dalga uzunluklarına bağlı olarak ışığı tamamen emer veya yüzeyden yansıtır.

Gövde yansıması, yüzeyde ne olursa olsun, malzemenin içinde saçılma olduğu için, belki de çoğu zaman emme işleminin olduğu (saydamlık sapması olmayan) ve çok az saçılma olan şeffaf malzemeler hariç, malzemenin yüzey düzgünlüğünden etkilenmeyecektir. Sonra tekrar dışarı çıktığında, bu ışık ışınları paralellikler çıkması veya dağılması halinde yüzey pürüzlülüğü gerçekten etkilenebilir.

Mikro yeraltı saçılması, küresel yeraltı saçılmasından farklıdır, çünkü yaklaşımla basitleştirme meselesi için ışığın içeri girdiği noktadan malzemeden dışarı çıktığı kabul edilir. Bu, normal dielektrik nesnelerin rengine sahip olmasını sağlayan şeydir. ; dielektrik rengini elde etmek için transmisyon, sonra emme ve mikro saçılma, sonra malzemenin dışına yeniden geçiş olmalıdır


Tamam, şu adlandırma karışıklığından anladıklarım:

1 - dağınık yansıma ile ilgili

Genelde yaygın yansıma dediğimiz şey, kaba bir dielektrik yüzey için pürüzlü yüzey yansıtması ve vücut yansıtmasını içeren mekanizmadır . Ancak bazı durumlarda, dağınık yansıma terimi , iletim işlemine karşı çıktığında sadece yüzey yansıma bölümünü tanımlamak için kullanılabilir .

Metalik malzemelerle ilgili olarak, dağınık yansıma kaygısı, aslında, sadece pürüzlü yüzey yansımasıdır. Pürüzsüz metalik malzemede, dağınık yansıma terimi, speküler yansıma ya da doğrudan yansıma ile değiştirilmiştir (speküler olarak karışıklığa ekleyen burada "keskin" anlamına gelir).

Pürüzsüz dielektrik malzemeden bahsederken, malzemeye iletilen ışığın, bunun dışına çıkarken hala dağınık olduğu (vücut yansıtması), ancak yüzey yansıtma kısmına speküler veya doğrudan yansıtma.

2 - Albedo ile ilgili

Fizikçi alanda, Albedo yansıyan ışık yoğunluğu (yüzey yansıtması + vücut yansıtması) ve olay ışığı arasındaki oran gibi görünüyor . Bu yüzden tek boyutlu bir değer. CG olarak, diğer yandan, görüntülenmesi albedo bir şekilde üç boyutlu bir değer RGB eski sistemin Traditionnal "diffüz" ve Metalürji / pürüzlülüğü iş akışı "baseColor" olduğu karşılık gelmektedir. Bu durumda albedo, bir metal / pürüzlülük iş akışı için dielektrikler için vücut yansıması ve metaller için Yüzey yansıtması olabilir ancak fresnel yüzey yansımasının fresnel bileşiği olmadan .

Ancak, fizikçi terim biçiminde, albedo ayrıca ışığın yeniden yayılmasının (fresnel yansıması) yüzey yansıtma bölümünü de kapsar.

Metal / pürüzlülük iş akışında olsa da, BaseColor doğrudan gölgelendiricilerin içine gömülmüş olan fresnel yansıma üzerinde bir insidansa sahip değildir. Bu nedenle, BaseColor temel olarak Dielektrik malzeme için gövde yansıtıcı RGB değeridir ve yüzey uygunluğu RGB değeri metalik malzeme tarafından yüzeyden yansıtılmaktadır ("Yüzey yansıtıcıdır", ancak metallerin iletken özelliği nedeniyle renklidir ve onların cristalline organizasyonu birleştirildi).

Hepsi gerçekten kafa karıştırıcı ... ve tamamen anladığımdan bile emin değilim

Madde PBR kuralları ile birlikte atıfta bulunduğum doktora biri: http://creativecoding.evl.uic.edu/courses/cs488/reportsA/brdf.pdf


-1

Yüzeyin pürüzlülüğünden yayılan ışık miktarı olarak dağınıklığı düşünün.

Ahşap gibi yüzeyler, malzeme dokusundan dolayı yüksek bir dağılma katsayısına sahiptir, ancak zımparalanmış, verniklenmiş ve parlatılmış olsaydı, yüzey çok daha pürüzsüz olur, böylece dağılma katsayısını azaltır, ancak "ayna parlaklığını" ya da spekülerliği arttırırdı.

Albedo ortalama olarak bir yüzeyin yansıttığı ışık miktarı olacaktır. Ay, çukurlu ve çukurlu olmasına rağmen, gözlemci ve ay arasındaki mesafeden dolayı çok fazla ışık yansıtır ve bu nedenle, bireysel yüzey bölgelerinin dağılması, ortalama bir değer lehine göz ardı edilebilir. Ay örneğine geri dönersek, ayın değişen miktarlarda dağınık ve speküler değerleri olan birçok bölgeye sahip olduğunu biliyoruz, ancak yeterince uzak bir mesafeden bu değerler daha az önem kazanıyor; çıplak göz.

Uzak mesafelerde, teorik olarak, bilgisayar grafik terimleriyle, bir yüzeyin ortalama rengini hesaplamak için albedo kullanabilir (örnekleme kullanarak) ve o rengin parlaklığını hesaplamak için speküler katsayısı kullanabilirsiniz. Fakat pratikte, LOD doku örneklemesi işi iyi yapıyor.


Bu yanlış geliyor. Pürüzlülük dağınıklığa neden olmaz, sadece geometrik tıkanma nedeniyle onu etkiler. İnce cilalı mermer plaka, görünüm açısına bağlı olarak sadece biraz farklı parlaklık bölümleriyle aynı güçlü bir yayılıma sahiptir.
Julien Guertault,

Pürüzlülük bunun için doğru kelime olmayabilir, ancak ilke orada.
Ian Young
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.