Aydınlatma modellerinde nesneden göze olan mesafe neden alakasız?

11

Örneğin Phong modelinde ve Blinn modelinde , ışık yoğunluğu kameranın uzaklığına bağlı olarak değişmez. Neden?

shaders lighting shading

— wlnirvana
kaynak

3

Size yakın bir nesneye bakın. Şimdi ondan birkaç metre uzağa taşıyın. Parlaklığını değiştiriyor mu? Hayır. Bilgisayar grafiklerinde neden farklı olsun ki? İlgili tek mesafe ışık kaynaklarına olan mesafedir.

— LukeG

1

@LukeG Neden parlaklığını değiştirmiyor? Sezgisel olarak bana bir nesneden uzak kalırsam, gözlerime ulaşmak için toplam ışık enerjisinin daha az olması gerektiğini hisseder.

— wlnirvana

Ne demek istediğini anlıyorum. Bir arama yaptım ve bu konuyla ilgili harika bir makale buldum. Bağlantı ile bir cevap gönderdim ve bunun bir özeti.

— LukeG

18

Başlangıçta bu soru hakkında şaşkına döndükten sonra, nesnelerin göze (veya kameraya) olan uzaklığına bağlı olarak parlaklıklarını değiştirmemesi doğal görünüyordu, ancak sadece ışık kaynağına olan uzaklığa bağlı olarak, hızlı bir google araması yaptım ve bu harika makaleyi buldu . Fotoğraftaki bu konu ile ilgilidir ve nesne ile kamera arasındaki mesafenin neden önemli olmadığını açıklar.

Özetlemek gerekirse: Evet, gelen enerji orantılı olarak azalır 1/r². Ancak şunu düşünün: Mesafe arttıkça, nesne de orantılı olarak daha küçük görünür 1/r². Daha az gelen enerjiye sahip olmakla birlikte, görüş alanınızın daha küçük bir alanını da kapsar. Bu iki etki birbirini iptal eder. Böylece nesne kamera mesafesi algılanan parlaklığı etkilemez.

— LukeG
kaynak

2

Bu fiziksel birimlere bakarak çözülmüş bir soru.

Işınım bütün nesne üzerinde (metre kare başına vat) 's aydınlatma belirler, bu birim için "uzandığı yüzey" azalıyor nesnenin ve ışık arasındaki mesafe değişir 1/r²mesafe ile.
(Işığın radyan akısı (W) sabittir)

Basitlik için ışığın kamera konumunda olduğu ve beyaz bir diske baktığımız bir durumu düşünelim. Işıma metrekare başına steradyan'dır watt içinde: diskin vizyonumuz açısını dikkate yüzeyinde yaydığı ışıktır.

Eğer malzeme dağınıksa, radyasyon mutlaka ışınımından daha azdır. Neden ? çünkü kamera toplam yeniden emisyon yönlerinin çok küçük bir açısını inceliyor; disk enerjisini 2πsteradian (yarımkürede) yayar .

Yani kamera tarafından görülen parlaklık irradiance / 2π. Gördüğünüz gibi, nesne ile kamera arasındaki mesafeye bağlı değil. Şimdi, parlaklık metrekare başına bir birimdir, yani alan başına "ışık yoğunluğunu" tanımlar, yani ayrıklaştırıldığında piksel değeri olduğu anlamına gelir :)

Umarım haklıyım, bu her zaman kafa karıştırıcıdır.

— v.oddou
kaynak