Có nên lý tưởng nhiều màu sắc ánh sáng với màu vật liệu?

Phản xạ gương lý tưởng giống như một tấm gương hoàn hảo. Tôi đang xem mã của SmallPt và thấy rằng một trong những khối cầu có một vật liệu đặc trưng lý tưởng:

Sphere spheres[] = {//Scene: radius, position, emission, color, material 
   / ...
   Sphere(16.5,Vec(27,16.5,47),       Vec(),Vec(1,1,1)*.999, SPEC),//Mirr
   / ...
 };

Trong tính toán rạng rỡ, điều này xảy ra:

  } else if (obj.refl == SPEC)            // Ideal SPECULAR reflection 
     return obj.e + f.mult(radiance(Ray(x,r.d-n*2*n.dot(r.d)),depth,Xi)); 

nơi flà màu đối tượng Vec(.999,.999,.999).

Tôi đã ngạc nhiên khi thấy sự nhân lên màu sắc ở đây. Chẳng phải một chiếc gương lý tưởng không có màu sao? Tôi đoán flà Vec(.999,.999,.999), hiệu quả của nó đi qua màu sắc gần như không thay đổi? Bất kỳ suy nghĩ về lý do tại sao .999 đã được sử dụng chứ không phải 1? Tôi đoán đây là một cái gì đó để làm mô hình mất năng lượng rất nhỏ?

"Lý tưởng" có nghĩa là gì trong bối cảnh này là không có sự phân kỳ theo hướng của vectơ phản xạ ánh sáng (tức là không có độ nhám) nhưng tất cả chúng đều được coi là phản xạ hoàn hảo từ bề mặt phẳng quang học . Tuy nhiên, ngay cả đối với các bề mặt phẳng quang học Phương trình Fresnel vẫn được áp dụng trong đánh giá BRDF làm thay đổi sự phản xạ vật chất và có khả năng phụ thuộc bước sóng, đây là một đặc điểm chung với kim loại.

Tuy nhiên, trong smallPt không có phép tính gần đúng Fresnel (ví dụ: phép gần đúng của Schlick ) nhưng độ phản xạ bề mặt chỉ đơn giản là nhân với số hạng không đổi là sai. Ngoài ra 0,999 albedo đặc biệt là rất cao cho bất kỳ vật liệu thực sự. Dưới đây là bảng phản ánh đặc trưng của các kim loại và điện môi khác nhau với tỷ lệ bình thường để tham khảo:

Đặc tính của kim loại là sản phẩm của màu sáng và suất phản chiếu của vật liệu. Chỉ đối với phi kim là màu của vật thể độc lập với suất phản chiếu, nhưng nó cũng khá mờ. Do đó, một chiếc gương hoàn hảo sẽ là một bề mặt kim loại mịn hoàn hảo với suất phản chiếu là 1. Vì vậy, bạn có thể nói một chiếc gương như vậy sẽ có màu trắng, thay vì không có màu.

Một chiếc gương thực tế hơn sẽ sử dụng thứ gì đó như bạc để phủ, với một suất phản chiếu (0,972, 0,960, 0,915). Màu này đại diện cho tỷ lệ phần trăm ánh sáng của mỗi tần số được phản chiếu bởi bạc, vì vậy nó cần được nhân với màu của ánh sáng phản xạ.

Trong bối cảnh này, "gương hoàn hảo" đề cập đến một bề mặt phẳng hoàn hảo với màu khuếch tán 0% (đen thuần khiết). Mặc dù vẫn có thể có một màu sắc đặc trưng: ví dụ như một quả bóng cây Giáng sinh hoạt động giống như một tấm gương hoàn hảo, nhưng vẫn nhuốm màu phản chiếu. Nếu bạn thay thế màu trắng 99% bằng tông màu đỏ, bạn sẽ có được hình bóng Giáng sinh màu đỏ.

Trong SmallPT , hình cầu có hai màu: emàu phát xạ và c. Bí quyết là ccó hai ý nghĩa khác nhau phụ thuộc vào loại vật liệu refl:

1. Khi reflđược DIFF, cđược hiểu là màu khuếch tán.
2. Khi reflđược SPEC, cđược hiểu là màu sắc cơ bản.

Vì vậy, trong trường hợp # 2, phần khuếch tán bị bỏ lại, tương đương với màu 0%, màu đen thuần khiết, khuếch tán.

Trong trường hợp bạn chưa kiểm tra nó, bản trình bày này là một giải thích mã tuyệt vời về SmallPT , dày đặc nhưng kỹ lưỡng: smallpt: Global Illumination trong 99 dòng C ++ .

Gương lý tưởng chỉ có vậy, lý tưởng. Câu hỏi nếu nó không có màu sắc không bao giờ chơi, lý tưởng của nó là nó phản ánh tất cả mọi thứ. Giống như chia cho số 0, nó không được xác định. Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là bạn không thể nhân kết quả của mình với kết quả vẫn như vậy.

Vấn đề là chúng ta đã thành công pha trộn các khái niệm về cường độ và màu sắc với nhau. Chúng tôi chỉ đơn giản giả định trong RGB rằng màu sắc là 3 cường độ độc lập. Điều đó hoàn toàn không đúng, nó hoàn toàn đơn giản hóa cách thức thực tế hoạt động. Thực sự có một thứ như màu cam đậm cực kỳ mãnh liệt mà RGB không thể giải thích được. Vì vậy, thật khó để nói vì chúng ta đang kết hợp hai thứ độc lập làm một. Nhưng có lẽ một số năng lượng bị loại bỏ vì lý do không xác định trong mã đó.