Ogni volta che penso di comprendere la relazione tra i due termini, ottengo maggiori informazioni che mi confondono. Pensavo fossero sinonimi, ma ora non ne sono sicuro.
Qual'è la differenza tra "diffuse" e "albedo"? Sono termini intercambiabili o sono usati per significare cose diverse nella pratica?
Risposte:
La risposta breve: non sono intercambiabili, ma a volte il loro significato può sembrare sovrapporsi nella letteratura grafica al computer, dando il potenziale di confusione.
Albedo è la percentuale di luce incidente che viene riflessa da una superficie.
Il riflesso diffuso è il riflesso della luce in molte direzioni, piuttosto che in una sola direzione come uno specchio ( riflesso speculare ).
Nel caso della riflessione diffusa ideale ( riflettanza lambertiana ), la luce incidente viene riflessa in tutte le direzioni indipendentemente dall'angolo a cui è arrivata. Dato che nella letteratura di rendering di computer grafica a volte esiste un "coefficiente diffuso" nel calcolo del colore di un pixel, che indica la proporzione della luce riflessa in modo diffuso, esiste un'opportunità di confusione con il termine albedo , che significa anche la proporzione della luce riflessa .
Se stai eseguendo il rendering di un materiale che ha solo una riflettanza diffusa ideale, l'albedo sarà uguale al coefficiente diffuso. Tuttavia, in generale una superficie può riflettere una certa luce in modo diffuso e altra luce specularmente o in altri modi dipendenti dalla direzione, in modo che il coefficiente diffuso sia solo una frazione dell'albedo.
Nota che albedo è un termine dall'osservazione di pianeti, lune e altri corpi su larga scala, ed è una media sulla superficie e spesso una media nel tempo. L'albedo non è quindi un valore utile in sé per il rendering di una superficie, in cui è necessaria la proprietà specifica della superficie corrente in una determinata posizione sulla superficie. Si noti inoltre che in astronomia il termine albedo può riferirsi a diverse parti dello spettro in contesti diversi: non si riferirà sempre alla luce visibile umana.
Un'altra differenza, come sottolinea Nathan Reed in un commento, è che l'albedo è un singolo valore medio, che non fornisce informazioni sul colore. Per il rendering di base il coefficiente diffuso fornisce le proporzioni per i componenti rosso, verde e blu separatamente, quindi albedo consentirebbe solo di eseguire il rendering di immagini in scala di grigio. Per immagini più realistiche, il rendering spettrale richiede la riflettanza di una superficie in funzione dell'intero spettro visibile - molto più di un singolo valore medio.
(albedo * (1 - specular))e è speculare albedo * specular, invece di numeri piatti diffusi e speculari? Davvero non capisco :(
Brevemente:
Albedo alto -> oggetto più luminoso
Riflessione diffusa bassa -> riflessione speculare (aka Speculare)
I termini Diffuso, Speculare e Riflessione hanno creato molta confusione perché sono stati comunemente usati per descrivere i diversi processi di illuminazione lungo la storia della CG e talvolta divergono dal loro uso scientifico.
per chiarire questo uso il mio vocabolario composto da termini diversi che ho raccolto qua e là:
1- Riflessione superficiale :
Descrizione del processo Surface-Relfectance : la luce "rimbalza" sulla superficie senza alcuna trasmissione all'interno del materiale o dispersione del micro sottosuolo coinvolta nel processo (nessuna rifrazione, nessun assorbimento). Le informazioni sul colore della luce rimangono invariate durante il processo di riflessione della superficie, ad eccezione di alcuni casi precisi (riflessione metallica colorata, luccichio)
1.1 - Riflessione superficiale ruvida : la luce "rimbalza" da un materiale ruvido (micro faccette) in una direzione distribuita più o meno uniformemente.
1.2 - Riflessione della superficie liscia : la luce "rimbalza" da un materiale lucido o liscio in una direzione più o meno orientata.
2 - Riflessione corporea
corrisponde al diffuso nel vecchio sistema
corrisponde alla mappa di base o albedo nel nuovo sistema.
Descrizione del processo Riflessione corporea : La luce che colpisce la superficie che non è riflessa sulla superficie viene prima trasmessa all'interno dell'oggetto e quindi può essere assorbita, ulteriormente dispersa e riflessa, e in alcuni casi esce nuovamente dal materiale. Implica la micro dispersione del sottosuolo da irregolarità interne. Le informazioni sul colore della luce vengono modificate durante le fasi di assorbimento del processo di ricaduta del corpo. E se la luce riesce a uscire di nuovo dal materiale, trasmetterà le informazioni sul colore. Il processo di riflettanza del corpo non è applicabile ai materiali metallici in quanto assorbono totalmente o riflettono la luce in base alla lunghezza delle onde.
La riflessione del corpo non sarà influenzata dalla levigatezza della superficie del materiale in quanto vi è una dispersione all'interno del materiale indipendentemente dalla superficie, tranne forse per i materiali trasparenti in cui è coinvolto principalmente il processo di assorbimento (nessuna deviazione della luce) e pochissime dispersioni. Quindi, quando si esce di nuovo, la rugosità superficiale potrebbe davvero influenzare se questi raggi luminosi escono paralleli o dispersi.
Lo scattering di sottosuperficie micro è diverso dallo scattering di sottosuperficie globale poiché, per una questione di semplificazione attraverso l'approssimazione, la luce viene considerata come uscita dal materiale nello stesso punto esatto in cui è entrata. Questo è proprio ciò che rende gli oggetti dielettrici regolari hanno colore ; ci deve essere la trasmissione, quindi l'assorbimento e la micro dispersione, quindi la ritrasmissione all'esterno del materiale per ottenere il colore del dielettrico
Ok ora, cosa ho capito da questa confusione nei nomi:
1 - riguardo alla riflessione diffusa
Ciò che chiamiamo solitamente chiamiamo riflessione diffusa è il meccanismo che includono superficie ruvida-riflettanza e corpo riflettanza per una superficie dielettrica ruvida. Ma in alcuni casi il termine riflessione diffusa può essere usato per descrivere solo la parte di riflettanza della superficie in opposizione al processo di trasmissione.
Per quanto riguarda i materiali metallici, la riflessione diffusa riguarda, di fatto, solo la riflessione superficiale ruvida. Nel caso di materiale metallico liscio, il termine riflesso diffuso è sostituito da riflesso speculare o riflesso diretto (che si aggiunge alla confusione in quanto speculare viene qui utilizzato per indicare "nitido").
Quando si parla di materiale dielettrico liscio, ci sono ancora processi di diffusione, nel senso che la luce trasmessa nel materiale è ancora dispersa quando ne esce (riflettanza del corpo), ma la parte di riflettanza della superficie potrebbe essere chiamata speculare o riflessione diretta.
2 - Per quanto riguarda l'albedo
Nel campo del fisico, Albedo sembra essere il rapporto tra intensità della luce riflessa (riflettanza superficiale + riflettanza corporea) e luce incidente . Quindi è un valore unidimensionale . In CG, d'altra parte, vediamo l' albedo come un valore tridimensionale in RGB che corrisponde al tradizionale "diffuso" del vecchio sistema e al "baseColor" del flusso di lavoro di metallo / rugosità. In questo caso l'albedo sarebbe, per un flusso di lavoro metallo / rugosità, la riflettanza del corpo per i dielettrici e la riflettanza della superficie per i metalli, ma senza il composto di Fresnel della riflettanza della superficie di Fresnel .
Ma nel modo fisico del termine, albedo copre anche la parte di riflettanza superficiale della riemissione della luce (riflessione di Fresnel).
Tuttavia, nel flusso di lavoro metall / rugosità, BaseColor non ha alcuna incidenza sul riflesso di Fresnel che è direttamente incorporato negli shader. Quindi BaseColor è fondamentalmente il valore RGB di riflettanza del corpo per il materiale dielettrico e il valore RGB di riflettanza della superficie essendo il riflesso superficiale del materiale metallico (essendo "Riflessione superficiale", ma in modo colorato a causa della proprietà conduttiva dei metalli e la loro organizzazione cristallina combinata).
È davvero tutto davvero confuso ... e non sono nemmeno sicuro di averlo capito del tutto
Uno dei documenti a cui mi riferisco insieme alle linee guida sulla sostanza PBR: http://creativecoding.evl.uic.edu/courses/cs488/reportsA/brdf.pdf
Pensa a diffusa come la quantità di luce diffusa dalla rugosità della superficie.
Le superfici come il legno hanno un alto coefficiente diffuso dovuto alla sua consistenza materica, ma se fosse levigato, verniciato e lucidato, la superficie sarebbe molto più liscia, diminuendo così il coefficiente diffuso, ma aumentando la "lucentezza dello specchio", o specularità.
Albedo sarebbe la quantità di luce, in media, che una superficie riflette. La luna, nonostante sia craterizzata e bucata, riflette molta luce a causa della distanza tra l'osservatore e la luna, e quindi la diffusione delle singole regioni di superficie può essere ignorata, a favore di un valore medio. Tornando all'esempio lunare, sappiamo che la luna ha molte regioni, con quantità variabili di valori diffusi e speculari, ma a una distanza abbastanza lontana, questi valori diventano meno importanti, poiché siamo troppo lontani per distinguere tali dettagli con ad occhio nudo.
A grandi distanze, si potrebbe teoricamente, in termini di computer grafica, usare albedo per calcolare il colore medio di una superficie (usando il campionamento) e usare il coefficiente speculare per calcolare la luminosità di quel colore. Ma in pratica, il campionamento delle trame LOD fa bene il lavoro.