为什么在照明模型中物体到眼睛的距离无关紧要?


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例如,在Phong模型Blinn模型中,光强度不会根据相机的远近而改变。这是为什么?


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查看靠近您的物体。现在离它几米远。它会改变亮度吗?否。为什么计算机图形学应该有什么不同?唯一相关的距离是到光源的距离。
路加福音

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@LukeG为什么不改变亮度?凭直觉,我觉得如果我远离物体,从物体到达我眼睛的总光能会变少。
wlnirvana

我明白你的意思。我进行了搜索,发现了一篇有关该主题的精彩文章。我用链接及其摘要发布了答案。
LukeG '16

Answers:


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在最初对这个问题感到困惑之后,因为物体自然不会根据与眼睛(或照相机)的距离而改变亮度,而是仅取决于与光源的距离而改变,因此我进行了快速的Google搜索和发现了这篇很棒的文章。它与摄影中的这个确切主题有关,并说明了为什么物体与相机之间的距离不相关。

总结一下:是的,到达的能量与成正比地减小1/r²。但请考虑以下几点:随着距离的增加,对象也会显得更小,并且与成比例1/r²。虽然到达的能量较少,但它也可以覆盖较小的视野范围。这两种效果相互抵消。因此,物镜距离不会影响感知的亮度。


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通过查看物理单位可以解决这个问题。

所述辐照整个对象上(每平方米瓦)确定它的照明,该单元,因为由“对向面”减小与物体和光之间距离而变化1/r²与距离。
(光的辐射通量(W)恒定)

为简单起见,让我们想象一种情况,其中光线位于相机位置,而我们正在观看白色光盘。该辐射盘的是它的表面在考虑我们的视野角的发射光:在每平方米每球面度瓦。

如果材料是漫射的,则辐射度必须小于其辐射度。这是为什么 ?因为相机仅对着整个重新发射方向的一个小角度;而圆盘在球面度(半球)处重新释放能量。

因此,摄像机看到的辐射为irradiance / 2π。如您所见,它并不取决于物体和相机之间的距离。现在,辐射率是每平方米的单位,这意味着它定义了每个区域的“光强度”,因此,离散化时,它就是像素值:)

我希望我是对的,这总是令人困惑。

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