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问答
  • 为研究该响应,提出调制偏振的复信号描述方法,在测量系统的全局坐标系下,结合偏振传递参数获得反射调制偏振的复信号表示。分析了正入射时未镀膜实心(BK7)和空心(Au膜层)角反射调制偏振的偏振响应特性;...
  • 描述了内腔He-Ne激光器的偏振性质对反射光束强度的影响,指出通常使用的45°射角的参考光束不能消除测量光束强度变化的影响,而当入射角小于15°时,才能得到满意的结果。
  • 经过实验研究发现, 半椭圆模型形式的角度因子能更好地描述目标漫反射强度值随入射角的变化规律, 激光雷达强度值与接收功率间为线性转换规律; 在盲区范围外, 目标漫反射强度值随距离的变化遵循负指数规律。在实际应用...
  • 激光辐射对凝聚介质表面的作用引起特别的注意,因为仅一束激光对介质表面的作用形成的周期显微起伏具有普遍性。...本文报导了考虑到波导激发时对光在波纹波导界面上的衍射进行仔细研究所得的结果。
  • 采用矩阵光学方法,研究了串接多靶、弯曲靶加反射镜“双程放大”X射线激光输出特性,给出了发散角普遍公式,分析了电子密度梯度分布、反射镜角度失调X射线激光输出场分布的影响,所得结果与已有实验符合得较好。...
  • 将离焦光学镜头猫眼效应反射光视为球面波形式,利用Collins公式以及将硬边光阑窗口函数展开为有限个复高斯函数之和的方法,推导了其与参考入射的干涉场分布公式。通过数值计算分析了离焦量干涉场分布及条纹级数...
  • 这种方法使我们能够获得大量间接照明效果的精确近似值,包括:间接漫射,镜面反射,混色,发光材料,间接阴影和环境遮挡。 包含此技术的步骤如下所述。 技术概述 1.体素化 第一步是场景进行体素化,我的实现是...
  • 光线跟踪算法描述—计算机图形学

    千次阅读 2017-05-04 15:10:35
    光线跟踪算法原理: 步骤一:从视点出发通过该像素中心向场景发出一条光线R,并求出R与场景中物体的全部交点;...步骤三:分别衍生出的光线递归地执行前面步骤,计算来自镜面反射和透射方向上周围环境
    光线跟踪算法原理:
    步骤一:从视点出发通过该像素中心向场景发出一条光线R,并求出R与场景中物体的全部交点;获得离视点最近交点P;并依据局部光照明模型计算P处颜色值Ic (光线投射)。
    步骤二:P处沿着R镜面反射方向和透射方向各衍生一条光线 (注:若点P所在表面非镜面或不透明体,则无需衍生出相应光线)
    步骤三:分别对衍生出的光线递归地执行前面步骤,计算来自镜面反射和透射方向上周围环境对点P光亮度的贡献IsIt。
    步骤四:依据Whitted光照明模型即可计算出点P处的光亮度,并将计算出的光亮度赋给该像素。
    最终,当所有屏幕像素都处理完毕时,即得到一幅真实感图形。

    (光线跟踪树示意图)
    光线跟踪递归过程终止条件
    1. 光线与环境中任何物体均不相交,或交于纯漫射面
    2. 被跟踪光线返回的光亮度值对像素颜色的贡献很小
    3.  已递归到给定深度
    光线跟踪算法的伪语言描述

    main ( )  //主函数

    {

      for(需要计算颜色的每一像素pixel) {

      确定通过视点V和像素pixel的光线R;

      depth =0;  // 递归深度

      ratio =1.0;  //当前光线的衰减系数,1.0表示无衰减

      // color是经计算后返回的颜色值

      RayTrace(R, ratio, depth, color); 

      置当前像素pixel的颜色为color;

      }

    } // 主函数main( )结束

    RayTrace(R, ratio, depth, color)//说明:光线跟踪子函数

    {

      if(ratio< THRESHOLD) {              //终止条件2

      color为黑色;

      return;

      }

      if(depth> MAXDEPTH){             //终止条件3

      color为黑色;

      return;

      }

      // to be continued

    光线R与场景中的所有物体求交。若存在交点,找出离R起始点最近的交点P

      if(交点不存在){                       //终止条件1

      color为黑色;

      return;

      }

      用局部光照明模型计算交点P处的颜色值,并将其存入local_color

      // to be continued

      if(交点P所在的表面为光滑镜面) {

      计算反射光线Rr;

      //递归调用!

      RayTrace(Rr, ks*ratio, depth+1,reflected_color);

      }

      if(交点P所在的表面为透明表面) {

      计算透射光线Rt;

          //递归调用!

      RayTrace(Rt,kt*ratio, depth+1,transmitted_color);

      }

      // to be continued

      依照Whitted模型合成最终的颜色值,即:

      color = local_color+ ks*reflected_color

                    kt*transmitted_color

      return;

    }  // 光线跟踪子函数RayTrace( )结束






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  • P3近似理论可以描述光源附近约1个输运平均自由程(MFP)内组织的漫反射光分布,这个区域的分布与组织的散射相函数有关。利用P3近似理论研究了组合相函数的结构因子α光源附近组织的漫反射光分布的影响。研究表明
  • 用来描述物体表面对光反射性质 预备知识 BRDF的定义和性质 BRDF模型 BRDF的度量与评价 光照、照明 分为全局和局部光照 局部光照(Local illumination)和物体直接被光源照射的情况 全局光照(global ...
    • 双向反射分布函数(BRDF:Bidirecitonal Reflectance Distribution Function)
      • 用来描述物体表面对光的反射性质
    • 预备知识
    • BRDF的定义和性质
    • BRDF模型
    • BRDF的度量与评价

    光照、照明

    • 分为全局和局部光照
      • 局部光照(Local illumination)和物体直接被光源照射的情况
      • 全局光照(global illumination)和物体被光源外的其他地方的光线照射的情况相关,包括其他物体反射和投射过来的光线。

    预备知识

    • 球面坐标(Spherical Coordinate)
    • 立体角(Solid Angel)
    • 投影面积(Foreshortened Area)
    • 光能(Radiant Energy)
    • 光通量(Radiant Flux)
    • 灰度(Irradiance)
    • 发光强度(Intensity)
    • 光亮度(Radiance)

    球面坐标

    • 由于光线主要通过方向来表达,通常用球面坐标表示比笛卡尔坐标更方便
    • 球面坐标中的向量用三个元素表示
      • r表示向量长度
      • θ表示向量与z轴的夹角
      • φ表示向量在x-y平面上的投影与x轴逆时针夹角
    • 球面坐标和三维笛卡尔坐标对应关系
    Car(x,y,z)=Sph(r,theta,phi)
    • 转换关系
    r=sqrt(x^2+y^2+z^2)
    
    θ = acos(z/r)
    φ = atan(y/x)

    1.%E7%90%83%E9%9D%A2%E5%9D%90%E6%A0%87%E8%A1%A8%E7%A4%BA.png

    立体角(Solid Angle)

    • 立体角描述了从原点向一个球面区域张开的视野大小,是平面角的自然推广
    • 立体角的最大值为全交:4π,改最大值表示区域为整个球面
    • 立体角微分形式
    dw=dA/r^2
    • 由于面积微元在球面坐标系下可以写成
    dA = (rdθ)(rsinθdφ) = r^2sinθdθdφ

    1.%E7%AB%8B%E4%BD%93%E8%A7%92%E8%A1%A8%E7%A4%BA.png

    投影面积(Foreshortened Area)

    • 投影面积描述了一个物体表面的微小区域在某个视线方向上的可见面积。
    • 对于面积微元A,则沿着与法向夹角为θ方向的A的可见面积。
    Area=Acos θ

    1.%E6%8A%95%E5%BD%B1%E9%9D%A2%E7%A7%AF.png

    光能(Radiant Energy)

    • 光能表示的是(一个区域中)光子能量的总和。
    • 光能通常使用符号Q表示,单位是焦耳(J)

    1.%E5%85%89%E8%83%BD.png

    光通量(Radiant Flux)

    • 光能并不会停留和存储在某个位置,而是在始终不断运动。
    • 光通量描述的是单位时间穿过截面的光能。

    1.%E5%85%89%E9%80%9A%E9%87%8F.png

    辉度(Irradiance)

    • 辉度表示单位面积受光能的影响的程度,等于单位面积上的光通量

    发光强度(Intensity)

    • 对一个点(如光源),发光强度表啊是单位立体角上的光通量。

    光亮度(Radiance)

    • 光亮度表示物体表面沿着某一方向的明亮成都,它表示单位投影面积和单位立体角上的光通量。

    BRDF的定义和性质

    • BRDF的定义
    • BRDF的性质
      • 可逆性(Reciprocity)
      • 能量守恒
      • 基于BRDF的渲染方程(Redering Equation)

    BRDF的定义

    • BRDF描述的是物体表面将光能从任何一个入射方向反射到任何一个视点方向的反射特性。
    • BRDF模型是绝大多数图形学算法中用于描述光反射现象的基本模型。
    • BRDF是关于入射光方向和反射光方向的四维实值函数,它等于反射方向的光亮度和沿入射方向的入射光的辉度之比:

      f(wi→wr)=dLr(wr)/dEi

      • 可以写成关于入射光的光亮度的形式

        f(wi→wr)=dLr(wr)/Li(wi)cos wi dwi

    2.BRDF%E5%AE%9A%E4%B9%89.png

    BRDF的可逆性

    • BRDF的可逆性源自于Helmholtz光路可逆性
    • BRDF的可逆性是说:交换入射光和反射光的角色,并不会改变BRDF的值

      f(wi→wr)=f(wr→wi)

    能量守恒性质

    • BRDF需要遵循的另一个物理定律是能量守恒。入射光的能量与出射光的总能量应该相等

      Qincoming=Qreflected + Qabsorb + Qtransmitted

    • 因此BRDF必须满足如下积分的不等式、

    2.%E8%83%BD%E9%87%8F%E5%AE%88%E6%81%92%E7%A7%AF%E5%88%86.png

    渲染方程(Redering Equation)

    • 用于计算环境光照明下的反射光的光亮度,可以写成不同角度入射光的光亮度乘BRDF的积分

    2.BRDF%E6%B8%B2%E6%9F%93%E6%96%B9%E7%A8%8B.png

    BRDF模型

    • 为了方便高效的使用BRDF数据,往往被组织成为参数化的数值模型
    • BRDF的数值模型分为三类
      • 经验模型(Empirical Models)
      • 基于物理的模型(Physical-based Models)
      • 数据表达的模型(Data-driven Models)
    • 经验模型
      • 使用基于实验提出的公式对BRDF做快速估计
    • 基于物理的模型
      • 根据物体表面材料的几何以及光学属性简历反射方程计算BRDF
    • 数据表达的模型
      • 将BRDF按照实测数据建立查找表,以便于快速的查找和计算

    经验模型1:Lambertain

    • Lambertain模型是最基本的反射模型
      • 反射光线被均匀的反射到到各个方向
      • 沿不同的方向BRDF是一个常数
    • 反射率
      • 反射率是反射光亮度与入射光亮度之比。

    2.Lambertain%E5%8F%8D%E5%B0%84%E7%8E%87.png

    • Lambert漫反射模型能很好的描述包含纯粹漫反射的物体(如:纸张)
    • Lambert漫反射模型不能表现出材质的镜面反射效果,而镜面反射对金属材质非常重要。
    • 由于Lambert模型的简洁以及对漫反射良好的描述,常在其他经验模型中作为分量被包含

    经验模型2:Phong模型

    • Phong模型是在Lambert漫反射模型的基础上,添加了镜面反射项,以表达反射角上的镜面反射效果

    3.Phong%E6%A8%A1%E5%9E%8B%E6%96%B9%E7%A8%8B.png

    • 其中pd和ps分别表示漫反射光和镜面反射光线的反射率,s表示发光指数,用于描述镜面反射的锋利度。
    • Phong模型不满足可逆性
    • Phong模型缺乏物理解释,并且对于某些金属材质,它并不十分准确,优势在于简洁高效,可以同时表现漫反射和镜面反射的特征。

    3.Phong%E6%A8%A1%E5%9E%8B%E4%B8%8D%E6%BB%A1%E8%B6%B3%E5%8F%AF%E9%80%86%E6%80%A7.png

    Phong模型的扩展

    • Blinn-Phong模型
    • 引入入射方向l和视线方向v的角平分线h,使用h和法向n的点积代替原来的r与v的点积,简化运算。
      3.Blinn-Phong.png

    转载于:https://www.cnblogs.com/SeekHit/p/7746402.html

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  • 字符类题之反射

    2016-06-19 14:01:53
    我们都知道人眼自然界中的景物有不同的彩色感觉是因为日光(光源)包含有各种波长的可见, 同时景物又具有不同的反射(或透射)特性的缘故。例如:西红柿具有反射红色光谱成分的特性, 在太阳照射下其中的红色...
    题目描述


    我们都知道人眼对自然界中的景物有不同的彩色感觉是因为日光(光源)包含有各种波长的可见光,
    同时景物又具有不同的反射(或透射)特性的缘故。例如:西红柿具有反射红色光谱成分的特性,
    在太阳光照射下其中的红色成分(吸收了其他光谱成分),所以人眼看到的西红柿是红色的。如果
    把西红柿放到蓝光下,照射到西红柿上的蓝光被它吸收了,人眼看到的将是黑色的西红柿。


    输入

    我们在每组测试数据的第一行有一个字符,表示某个景物能够反射的颜色,第二行输入的是一行
    字符串(长度不超过1000),表示一组照射到该景物上的光源(长度不超过26)。问,是否有光源
    照射到景物上能够显示出景物的颜色,如果有则将每个光源按行输出,没有则输出“No!”。
    有多组测试数据,每组测试数据的输出结果用一行空行分割开来。


    输出


    样例输入

    r
    ogr bg abc r
    e
    oga bw

    样例输出

    ogr
    r
    
    
    分析:
    查找有空格字符串中,有某字符的子串,并输出该字串!
    
    
    AC代码如下:
    
    
    #include "stdio.h" 
    #include "string.h"
    
    int main(int argc, char* argv[]) 
    { 
    	char a[1100],b[50]; 
    	char c; 	
    	int i,j,k,l,ss=0;
    	int flag;//标记是否有该字符
    	int ff;//标记是否已输出该字符,作用是为了解决一种特例,   r    “asdr sdr r sd”
    	while(scanf("%c",&c)!=EOF) 
    	{ 	
    		getchar(); 	
    		gets(a); 	
    		ff=0; 	
    		if (ss++)     //按要求输出换行 	
    		{ 		
    			printf("\n"); 	
    		} 	
    		for (i=0;i<(int)strlen(a);i++) 	
    		{ 		
    			if (i==0) 		
    			{ 	
    				k=0; 		
    				flag=0; 			
    				l=i; 				
    				while(a[l]!=' '&&l<(int)strlen(a)) 	
    				{ 				
    					if(a[l]==c) flag=1; 	
    					b[k++]=a[l]; 		
    					l++; 			
    				} 				
    				if (flag) 		
    				{ 				
    					ff=1; 			
    					for (j=0;j<k;j++) 	
    					{ 					
    						printf("%c",b[j]); 	
    					} 				
    					printf("\n"); 			
    				} 		
    			} 		
    			else 	
    			{ 			
    				k=0; 	
    				flag=0; 		
    				l=i; 			
    				if (a[l]==' ') 		
    				{ 			
    					l++; 	
    					while(a[l]!=' '&&l<(int)strlen(a)) 	
    					{ 					
    						if(a[l]==c) flag=1; 
    						b[k++]=a[l]; 				
    						l++; 				
    					} 				
    					if (flag) 		
    					{ 					
    						ff=1; 				
    						for (j=0;j<k;j++) 	
    						{ 					
    							printf("%c",b[j]); 	
    						} 					
    						printf("\n"); 				
    					} 			
    				} 		
    			} 	
    		} 	
    		
    		if (flag==0&&ff==0) 	
    		{ 		
    			printf("No!\n"); 
    		} 
    	} 
    	return 0; 
    }


    
    
    
    
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  • 基于镜面膜层复振幅反射特性,采用琼斯矩阵描述方法,建立了偏振分物理模型,研究了共孔径发射和接收偏振耦合分的效率问题,并与实验结果进行了比较。结果表明,由于镜面膜层s和p的相位延迟差异,系统偏振分...
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  • BRDF的意义: 描述反射光与入射的关系。 那么 已知多个光源,如何求得指定观测点 观测 指定 被观测点 的光强呢? 定性描述一下: 反射光强度 = 入射强度 * 一个系数。 这个系数就是BRDF。以上...

    写个读书笔记,一来作为字典以后可以查,二来记录自己的理解。

    并没有对每个知识点的详细解释,大部分只有主观的定性的解释。


    BRDF双向反射分布函数 意义并不复杂,但是函数表达式却需要时间去理解。


    BRDF的意义

     描述反射光与入射光的关系。  那么 已知多个光源,如何求得指定观测点 观测 指定 被观测点 的光强呢? 

    定性描述一下: 反射光强= 入射光强 * 一个系数。   这个系数就是BRDF。

    以上 光强 这个词只是方便理解,并不是实际物理定义的光强。 光强的定义由很多物理量表示。


    BRDF的公式

     ,     v代表反射方向,l代表入射方向。 也就是说根据入射求反射。 具体微分,L, E的意义后续解释。


    BRDF的分类

    根据BRDF的建模方式,有一下几种分类:

    Empirical Models (经验模型)   如:最直白的用 常数反射率Albedo,l,v 和法线n表示关系如下:

    经验模型放弃了光物理应遵循的一些性质,来达到简化的效果。这个公式就不遵循光路可逆性。


    Physical-based Models (基于物理的模型) : 将常数反射率展开, 考虑microface啊 ,其他的物理性质因素,得到的模型。

    Data-driven Models (数据表达的模型) :     直接测量实际的反射率,以一个庞大的数据库存储起来。



    理解实际BRDF需要的物理知识

    (从派大星PatrickStar的博客copy的):

    所以 :可以理解为,分布函数  等于 特定入射光的辐射率 除以 特定反射方向(一般为观察方向)的照度  。


    其他提到的重要概念:

    • 微表面,漫反射:  漫反射使我们看到物体。
    • 高光
    • Isotropic (各向同性Anisotropic(各向异性) 
    • BRDF应具有的性质:reciprocity(可逆性) energy conservation(能量守恒)
    unity里的应用
    inline float4 LightingCustomDiffuse (SurfaceOutput s, fixed3 lightDir, fixed atten) {  
        float difLight = max(0, dot (s.Normal, lightDir));
        float4 col;
        col.rgb = s.Albedo * _LightColor0.rgb * (difLight * atten * 2);
        col.a = s.Alpha;
        return col;
    }

    这是shader里的 漫反射光照模型 的函数,SurfaceOutput s这个是上一步渲染过程中的输出,

    fixed3 lightDir是光线的方向,fixed atten表示光衰减的系数。

    可以看出在col.rgb作为最后的输出,是直接由 光的颜色 * 入射光与法线点积* 一个衰减* 面的颜色 得到的。 好简单。。。。

    以上是我的猜测,如果在渲染过程中 对col还有后续处理的话,就不一定简单了。






    展开全文
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  • Unity 灯光Shader

    千次阅读 2017-01-18 14:54:44
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  • 采用傅里叶变换方法,引入多次散射和脉冲时间展宽的影响,推导了发射系统和接收系统共轴的水底反射光和水体后向散射信号的解析表达式,给出了系统衰减系数的计算方法,分析了脉冲展宽深度测量误差的影响,在浑浊...
  • 古希腊人喜欢讨论问题,对光很好奇。毕达哥拉斯首先解释说,光是一种光源周围发射的东西,当遇到障碍物时会被反弹。接着托勒密在《光学》一书中描述了光的折射,达芬奇也描述了光的反射并试图解...
  • 其他强度的描述包括“回波脉冲振幅”和“反射的后向散射强度”。反射率是所用波长(通常是在近红外波段)的函数。强度可用于帮助要素检测和提取以及激光雷达点分类,还可以在无可用航空影像时用于替代航空影像。如果...

空空如也

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对光反射描述