Perché la distanza dall'oggetto all'occhio è irrilevante nei modelli di illuminazione?

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Ad esempio nel modello Phong e nel modello Blinn , l'intensità della luce non cambia in base alla distanza della fotocamera. Perché?

shaders lighting shading

— wlnirvana
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Guarda un oggetto vicino a te. Ora allontanati di qualche metro. Cambia la sua luminosità? No. Perché dovrebbe essere diverso nella computer grafica? L'unica distanza rilevante è la distanza dalla sorgente luminosa.

— LukeG

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@LukeG Perché non cambierà la sua luminosità? Intuitivamente mi sembra che se sono lontano da un oggetto, l'energia della luce totale da esso per arrivare ai miei occhi dovrebbe diminuire.

— wlnirvana,

Capisco quello che vuoi intendere. Ho fatto una ricerca e ho trovato un ottimo articolo su questo argomento. Ho pubblicato una risposta con il link e un riepilogo di esso.

— LukeG

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Dopo essere stato inizialmente perplesso su questa domanda, perché mi sembrava naturale che gli oggetti non cambiassero la loro luminosità in base alla distanza dall'occhio (o dalla fotocamera), ma solo in base alla distanza dalla fonte di luce, ho fatto una rapida ricerca su Google e trovato questo fantastico articolo . Riguarda questo argomento esatto in fotografia e spiega perché la distanza tra l'oggetto e la fotocamera non è rilevante.

Per riassumere: Sì, l'energia in arrivo diminuisce proporzionalmente a 1/r². Ma considera questo: all'aumentare della distanza, anche l'oggetto appare più piccolo e proporzionale 1/r². Pur avendo meno energia in arrivo, copre anche un'area più piccola del campo visivo. Questi due effetti si annullano a vicenda. Pertanto la distanza oggetto-videocamera non influenza la luminosità percepita.

— LukeG
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Questa è una domanda risolta guardando le unità fisiche.

L' irradianza (watt per metro quadrato) sull'intero oggetto determina la sua illuminazione, questa unità varia con la distanza tra oggetto e luce perché la "superficie sottesa" diminuisce 1/r²con la distanza.
(Il flusso radiante (W) della luce è costante)

Per semplicità immaginiamo un caso in cui la luce è nella posizione della telecamera e stiamo guardando un disco bianco. Lo splendore del disco è la luce emessa dalla sua superficie considerando il nostro angolo di visione: in watt per steradiano per metro quadrato.

La radianza è necessariamente inferiore alla sua irradianza se il materiale è diffuso. Perché ? perché la fotocamera sottrae solo un piccolo angolo delle direzioni di riemissione totale; mentre il disco riemette la sua energia in 2πsteradiano (emisfero).

Quindi lo splendore visto dalla telecamera è irradiance / 2π. Come puoi vedere, non dipende dalla distanza tra l'oggetto e la fotocamera. Ora, la radianza è un'unità per metro quadrato, il che significa che definisce "intensità della luce" per area, quindi quando discretizzata, significa che è il valore in pixel :)

Spero di aver ragione, questo è sempre confuso.

— v.oddou
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