Ламбертове відбивання

Ламбертове відбиття є властивістю, яка визначає ідеальну дзеркальну поверхню. Для спостерігача явна яскравість ламбертового відбивання є однаковою незалежно від кута зору спостерігача[1]. Більш технічно, яскравість поверхні є ізотропною, а інтенсивність освітлення підкоряється закону Ламберта. Ламбертове відбивання назване на честь Йогана Генріха Ламберта, який представив концепцію ідеальної дифузії у своїй книзі «Фотометрія» 1760 року.

ПрикладиРедагувати

Не шліфована деревина не виражає ламбертового відбивання, натомість деревина оброблена глянцевим покриттям з поліутерану виражає такі властивості, оскільки глянцеве покриття надає йому такі властивості. Прикладами ламбертових поверхонь з високою і низкою здатністю відбиття є сніг, котрий щойно впав та деревне вугілля це приклади наближені. Хоча не всі поверхні мають ламбертове відбивання, це доволі часто є хорошим наближенням і часто використовується коли характеристики поверхонь є невідомими[2]. Спектралон є матеріалом який виражає ідеальне ламбертове відбивання.

Використання в комп'ютерній графіціРедагувати

У комп'ютерній графіці ламбертове відбиття часто використовується для моделювання поверхонь, для яких характерне дифузне відбиття світла. Застосування цього методу приводить до того, що всі замкнуті багатокутники (наприклад, трикутники 3D-сітки), відбивають світло однаково у всіх напрямках і мають сталу яскравість при рендерингу.

Інтенсивність світла відбитого точкою залежить лише від напрямку нормалі поверхні у цій точці та напрямку падаючого світла. Вона не змінюється при обертанні вектора нормалі поверхні навколо вектора падаючого світла[3]. Інтенсивність відбиття розраховується як скалярний добуток вектора нормалі поверхні   і вектора  напрямку світла  , що спрямований від поверхні до точкового джерела світла. Отриманий результат множиться на альбедо поверхні та на інтенсивність світла, що потрапляє на поверхню:  ,

де   — інтенсивність дифузно відбитого світла (яскравість поверхні),   позначає колір, а   — інтенсивність світла що падає.

Оскільки  , де   є кутом між напрямками двох векторів, саме тому інтенсивність буде найбільшою, якщо нормаль поверхні направлена в тому ж  напрямку що і вектор світла ( ,  коли поверхня буде перпендикулярна напрямку світла), і інтенсивність буде найменшою, якщо нормаль є перпендикулярною до  вектора світла  ( , коли поверхня направлена паралельно напряму світла).

Ламбертове відбиття полірованих поверхонь, як правило, супроводжується дзеркальним відображенням (блиском). Блискучість поверхні є найбільшою, якщо  спостерігач знаходиться на ідеальній позиції віддзеркалення (тобто, коли напрямок  відбитого світла є відображенням до напрямку  світла  що освітлює поверхню). При тому цей блиск  швидко падає зі зміною напрямку. Ці ефекти моделюється в комп'ютерній графіці з різними моделями дзеркального відображення.

Моделювання інших хвильРедагувати

Хоча Ламбертове відбиваття зазвичай відноситься до відбиття світла об'єктом, цю ж модель можна використовувати для моделювання відбиття від поверхні будь-яких хвиль. Наприклад, при ультразвуковому скануванні внутрішні органи тканини демонструють властивості ламбертового відбиття.

Див. такожРедагувати

ПриміткиРедагувати

  1. Ikeuchi, Katsushi (2014). Lambertian Reflectance. Encyclopedia of Computer Vision. Springer. с. 441–443. ISBN 978-0-387-30771-8. doi:10.1007/978-0-387-31439-6_534. 
  2. Lu, Renfu (2016). Light Scattering Technology for Food Property, Quality and Safety Assessment (англ.). CRC Press. с. 26. ISBN 9781482263350. 
  3. Angel, Edward (2003). Interactive Computer Graphics: A Top-Down Approach Using OpenGL (вид. third). Addison-Wesley. ISBN 978-0-321-31252-5. Архів оригіналу за 22 листопада 2021. Процитовано 30 серпня 2018.