Tại sao khoảng cách từ vật đến mắt không liên quan trong các mô hình chiếu sáng?

Ví dụ: trong mô hình Phong và mô hình Blinn , cường độ ánh sáng không thay đổi tùy thuộc vào khoảng cách của máy ảnh. Tại sao vậy?

Sau khi ban đầu bối rối về câu hỏi này, vì cảm thấy tự nhiên rằng các vật thể không thay đổi độ sáng tùy thuộc vào khoảng cách đến mắt (hoặc máy ảnh), nhưng chỉ phụ thuộc vào khoảng cách đến nguồn sáng, tôi đã tìm kiếm trên google nhanh chóng và tìm thấy bài viết tuyệt vời này . Đó là về chủ đề chính xác này trong nhiếp ảnh và giải thích tại sao khoảng cách giữa vật thể và máy ảnh không liên quan.

Tóm lại: Có, năng lượng đến giảm tỷ lệ thuận với 1/r². Nhưng hãy xem xét điều này: Khi khoảng cách tăng, đối tượng cũng xuất hiện nhỏ hơn, cũng tỷ lệ thuận với 1/r². Mặc dù có ít năng lượng đến hơn, nó cũng bao phủ một khu vực nhỏ hơn trong tầm nhìn của bạn. Hai hiệu ứng đó triệt tiêu lẫn nhau. Do đó, khoảng cách máy ảnh đối tượng không ảnh hưởng đến độ sáng cảm nhận.

Đó là một câu hỏi được giải quyết bằng cách nhìn vào các đơn vị vật lý.

Độ chiếu xạ (watt trên một mét vuông) trên toàn bộ vật thể xác định độ rọi của nó, đơn vị này thay đổi theo khoảng cách giữa vật thể và ánh sáng vì "bề mặt phụ" giảm dần theo 1/r²khoảng cách.
(Thông lượng bức xạ (W) của ánh sáng không đổi)

Để đơn giản, hãy tưởng tượng một trường hợp ánh sáng ở vị trí camera và chúng ta đang nhìn vào một đĩa trắng. Sự rạng rỡ của đĩa là ánh sáng phát ra từ bề mặt của nó xem xét góc nhìn của chúng ta: tính bằng watt trên mỗi steradian trên một mét vuông.

Độ rọi nhất thiết phải nhỏ hơn độ chiếu xạ của nó nếu vật liệu bị khuếch tán. Tại sao vậy ? bởi vì máy ảnh chỉ phụ thuộc một góc nhỏ của tổng số hướng phát xạ lại; trong khi đĩa phát lại năng lượng của nó tại 2πsteradian (bán cầu).

Vì vậy, sự rạng rỡ mà máy ảnh nhìn thấy là irradiance / 2π. Như bạn có thể thấy nó không phụ thuộc vào khoảng cách giữa đối tượng và máy ảnh. Bây giờ, radiance là một đơn vị trên một mét vuông, có nghĩa là nó xác định "cường độ ánh sáng" trên mỗi khu vực, vì vậy khi bị rời rạc, điều đó có nghĩa là đó là giá trị pixel :)

Tôi hy vọng tôi đúng, điều này luôn luôn khó hiểu.