Mỗi lần tôi nghĩ rằng tôi hiểu mối quan hệ giữa hai điều khoản, tôi lại nhận được nhiều thông tin khiến tôi bối rối. Tôi nghĩ rằng chúng là đồng nghĩa, nhưng bây giờ tôi không chắc chắn.
Sự khác biệt giữa "khuếch tán" và "albedo" là gì? Chúng có thể hoán đổi cho nhau hay chúng được sử dụng để chỉ những điều khác nhau trong thực tế?
Câu trả lời:
Câu trả lời ngắn gọn: Chúng không thể thay thế cho nhau, nhưng ý nghĩa của chúng đôi khi có thể xuất hiện trùng lặp trong tài liệu đồ họa máy tính, tạo ra khả năng gây nhầm lẫn.
Albedo là tỷ lệ ánh sáng tới được phản chiếu từ một bề mặt.
Phản xạ khuếch tán là sự phản xạ ánh sáng theo nhiều hướng, thay vì chỉ theo một hướng như gương ( phản xạ gương ).
Trong trường hợp phản xạ khuếch tán lý tưởng ( phản xạ Lambertian ), ánh sáng tới được phản xạ theo mọi hướng độc lập với góc mà nó tới. Vì trong tài liệu kết xuất đồ họa máy tính đôi khi có "hệ số khuếch tán" khi tính toán màu của pixel, biểu thị tỷ lệ ánh sáng phản xạ khác nhau, có một cơ hội nhầm lẫn với thuật ngữ albedo , cũng có nghĩa là tỷ lệ ánh sáng phản xạ .
Nếu bạn đang hiển thị một vật liệu chỉ có độ phản xạ khuếch tán lý tưởng, thì suất phản chiếu sẽ bằng với hệ số khuếch tán. Tuy nhiên, nói chung, một bề mặt có thể phản xạ một số ánh sáng khuếch tán và ánh sáng khác một cách đặc biệt hoặc theo các cách phụ thuộc hướng khác, do đó hệ số khuếch tán chỉ là một phần của suất phản chiếu.
Lưu ý rằng albedo là một thuật ngữ từ quan sát các hành tinh, mặt trăng và các vật thể có quy mô lớn khác, và là trung bình trên bề mặt và thường là trung bình theo thời gian. Do đó, albedo không phải là một giá trị hữu ích để hiển thị một bề mặt, nơi bạn cần thuộc tính bề mặt cụ thể, hiện tại tại bất kỳ vị trí nào trên bề mặt. Cũng lưu ý rằng trong thiên văn học, thuật ngữ albedo có thể đề cập đến các phần khác nhau của quang phổ trong các bối cảnh khác nhau - nó sẽ không luôn luôn được đề cập đến ánh sáng khả kiến của con người.
Một sự khác biệt khác, như Nathan Reed chỉ ra trong một bình luận, đó là albedo là một giá trị trung bình duy nhất, không cung cấp cho bạn thông tin màu nào. Đối với kết xuất cơ bản, hệ số khuếch tán cung cấp tỷ lệ riêng cho các thành phần màu đỏ, xanh lục và xanh lam, do đó, albedo sẽ chỉ cho phép bạn hiển thị hình ảnh thang độ xám. Đối với hình ảnh chân thực hơn, kết xuất quang phổ đòi hỏi độ phản xạ của một bề mặt như là một hàm của toàn bộ phổ khả kiến - nhiều hơn một giá trị trung bình duy nhất.
(albedo * (1 - specular))và đặc điểm là albedo * specular, thay vì số khuếch tán phẳng và số lượng đầu cơ? Tôi thực sự không hiểu được :(
Ngắn gọn:
Albedo cao -> vật sáng hơn
Phản xạ khuếch tán thấp -> phản chiếu giống như gương (hay còn gọi là Specular)
Các thuật ngữ Diffuse, specular và Reflection đã dẫn đến nhiều nhầm lẫn bởi vì chúng thường được sử dụng để mô tả các quá trình chiếu sáng khác nhau trong lịch sử CG và đôi khi tách rời khỏi cách sử dụng khoa học của chúng.
để làm rõ điều này tôi đang sử dụng vốn từ vựng của riêng mình được tạo thành từ các thuật ngữ khác nhau tôi đã chọn ở đây và ở đó:
1- Độ phản xạ bề mặt :
Mô tả quá trình Xử lý bề mặt : ánh sáng "bật" ra khỏi bề mặt mà không có bất kỳ sự truyền nào bên trong vật liệu hoặc tán xạ dưới bề mặt vi mô liên quan đến quá trình (không khúc xạ, không hấp thụ). Thông tin màu sáng vẫn bị thay đổi trong quá trình phản xạ bề mặt ngoại trừ một số trường hợp chính xác (phản xạ kim loại màu, lung linh)
1.1 - Độ phản xạ bề mặt gồ ghề : là ánh sáng "nảy" ra khỏi vật liệu thô (các mặt vi mô) theo hướng phân bố đều hoặc ít hơn.
1.2 - Độ phản xạ bề mặt nhẵn : là ánh sáng "nảy" ra khỏi vật liệu bóng hoặc nhẵn theo hướng ít nhiều có định hướng.
2 - Phản xạ cơ thể
tương ứng với sự khuếch tán trong hệ thống cũ
tương ứng với bản đồ basecolor hoặc albedo trong hệ thống mới.
Mô tả quá trình phản xạ cơ thể : Ánh sáng chiếu vào bề mặt không phản xạ bề mặt trước tiên được truyền vào bên trong vật thể và sau đó có thể bị hấp thụ, phân tán và phản xạ thêm, và trong một số trường hợp thoát ra khỏi vật liệu một lần nữa. Nó liên quan đến sự tán xạ dưới bề mặt vi mô từ những bất thường bên trong. Thông tin màu sáng được thay đổi trong các bước hấp thụ của quá trình tái nhiễm trùng cơ thể. Và nếu ánh sáng xoay sở để thoát ra khỏi vật liệu một lần nữa, nó sẽ truyền thông tin màu sắc của nó. Quá trình phản xạ cơ thể không áp dụng được cho vật liệu kim loại vì chúng chỉ hấp thụ hoàn toàn hoặc ánh sáng phản xạ bề mặt tùy thuộc vào chiều dài sóng của nó.
Độ phản xạ cơ thể sẽ không bị ảnh hưởng bởi độ mịn bề mặt vật liệu vì có sự tán xạ liên quan bên trong vật liệu bất kể bề mặt, ngoại trừ có thể đối với vật liệu trong suốt, nơi chủ yếu có quá trình hấp thụ (không bị lệch ánh sáng) và rất ít tán xạ. Sau đó, khi đi ra ngoài một lần nữa, độ nhám bề mặt thực sự có thể ảnh hưởng nếu các tia sáng này đi ra ngoài song song hoặc tán xạ.
Tán xạ dưới bề mặt vi mô khác với tán xạ dưới bề mặt toàn cầu vì, đối với vấn đề đơn giản hóa thông qua xấp xỉ, ánh sáng được coi là đi ra khỏi vật liệu tại cùng một điểm chính xác mà nó đi vào. ; phải có sự truyền, sau đó hấp thụ và tán xạ vi mô, sau đó truyền lại bên ngoài vật liệu để có được màu điện môi
Ok bây giờ, những gì tôi đã hiểu từ sự nhầm lẫn đặt tên này:
1 - liên quan đến sự phản xạ khuếch tán
Cái mà chúng ta gọi thường là phản xạ khuếch tán là cơ chế bao gồm phản xạ bề mặt thô và phản xạ cơ thể đối với bề mặt điện môi thô. Nhưng trong một số trường hợp, thuật ngữ phản xạ khuếch tán có thể được sử dụng để chỉ mô tả phần phản xạ bề mặt khi trái ngược với quá trình truyền.
Liên quan đến vật liệu kim loại, mối quan tâm phản xạ khuếch tán, như một vấn đề của thực tế, chỉ phản xạ bề mặt thô. Trong trường hợp vật liệu kim loại mịn, thuật ngữ phản xạ khuếch tán được thay thế bằng phản xạ gương hoặc phản xạ trực tiếp (làm tăng thêm sự nhầm lẫn khi đặc điểm được sử dụng ở đây có nghĩa là "sắc nét").
Khi nói về vật liệu điện môi mịn, vẫn còn các quá trình khuếch tán, theo nghĩa là ánh sáng truyền vào vật liệu vẫn bị tán xạ khi đi ra khỏi nó (phản xạ cơ thể), nhưng phần phản xạ bề mặt của nó có thể được gọi là đặc trưng hoặc phản ánh trực tiếp.
2 - Liên quan đến suất phản chiếu
Trong lĩnh vực vật lý, Albedo dường như là tỷ lệ giữa cường độ ánh sáng phản xạ (phản xạ bề mặt + phản xạ cơ thể) và ánh sáng tới . Vì vậy, nó là một một dimentionnal giá trị. Mặt khác, trong CG, chúng tôi xem albedo là một giá trị ba chiều trong RGB tương ứng với "khuếch tán" truyền thống của hệ thống cũ và với "baseColor" của quy trình luyện kim / độ nhám. Trong trường hợp này, albedo sẽ là, đối với công việc kim loại / độ nhám, độ phản xạ của cơ thể đối với chất điện môi và độ phản xạ bề mặt đối với kim loại nhưng không có hợp chất fresnel của độ phản xạ bề mặt fresnel .
Nhưng theo cách của nhà vật lý thuật ngữ, albedo cũng bao gồm phần phản xạ bề mặt của sự tái phát ánh sáng (phản xạ fresnel).
Tuy nhiên, trong quy trình luyện kim / độ nhám, BaseColor không có bất kỳ tỷ lệ nào đối với phần phản xạ fresnel được nhúng trực tiếp vào các shader. Vì vậy, BaseColor về cơ bản là giá trị RGB phản xạ cơ thể đối với vật liệu Điện môi và giá trị RGB của bề mặt bị phản xạ bề mặt bởi vật liệu kim loại (là "Phản xạ bề mặt", nhưng theo cách được tô màu vì tính chất dẫn điện của kim loại và tổ chức cristalline của họ kết hợp).
Thực sự rất khó hiểu ... và tôi thậm chí không chắc là mình hoàn toàn hiểu được
Một trong những tài liệu tôi tham khảo cùng với hướng dẫn về chất PBR: http://creativecoding.evl.uic.edu/cifts/cs488/reportsA/brdf.pdf
Hãy nghĩ về sự khuếch tán như lượng ánh sáng bị tán xạ bởi độ nhám của bề mặt.
Các bề mặt như gỗ có hệ số khuếch tán cao do kết cấu vật liệu của nó, nhưng nếu được chà nhám, đánh bóng và đánh bóng, bề mặt sẽ mịn hơn rất nhiều, do đó làm giảm hệ số khuếch tán, nhưng làm tăng "độ bóng gương" hoặc độ đặc hiệu.
Trung bình, Albedo sẽ là lượng ánh sáng mà một bề mặt phản chiếu. Mặt trăng, mặc dù bị lõm và rỗ, phản xạ rất nhiều ánh sáng do khoảng cách giữa người quan sát và mặt trăng, và do đó, sự khuếch tán của các vùng bề mặt riêng lẻ có thể bị bỏ qua, nghiêng về giá trị trung bình. Quay trở lại ví dụ về mặt trăng, chúng ta biết rằng mặt trăng có nhiều vùng, với các giá trị khuếch tán và giá trị khác nhau, nhưng ở một khoảng cách đủ xa, các giá trị đó trở nên ít quan trọng hơn, vì chúng ta ở quá xa để tạo ra chi tiết như vậy với mắt thường.
Ở khoảng cách xa, về mặt lý thuyết, bạn có thể sử dụng albedo để tính màu trung bình của một bề mặt (sử dụng lấy mẫu) và sử dụng hệ số đặc trưng để tính độ sáng của màu đó. Nhưng trong thực tế, lấy mẫu kết cấu LOD thực hiện công việc tốt.