Почему расстояние от объекта до глаза не имеет значения в моделях освещения?

11

Например, в моделях Phong и Blinn интенсивность света не меняется в зависимости от того, как далеко находится камера. Почему это?

shaders lighting shading

— wlnirvana
источник

3

Посмотрите на объект рядом с вами. Теперь отойдите от него на несколько метров. Это меняет яркость? Нет. Почему в компьютерной графике должно быть иначе? Единственное релевантное расстояние - это расстояние до источника (ов) света.

— LukeG

1

@ LukeG Почему это не изменит свою яркость? Интуитивно мне кажется, что если я далеко от объекта, общая световая энергия от него, чтобы попасть в мои глаза, должна стать меньше.

— wlnirvana

Я понимаю, что вы имеете в виду. Я сделал поиск и нашел отличную статью на эту тему. Я разместил ответ со ссылкой и кратким описанием.

— LukeG

18

После первоначального замешательства по этому вопросу, потому что было естественно, что объекты не меняют свою яркость в зависимости от расстояния до глаза (или камеры), а только в зависимости от расстояния до источника света, я сделал быстрый поиск в Google и нашел эту замечательную статью . Именно об этой теме в фотографии и объясняется, почему расстояние между объектом и камерой не имеет значения.

Подводя итог: Да, поступающая энергия уменьшается пропорционально 1/r². Но учтите: при увеличении расстояния объект также становится меньше и пропорциональнее 1/r². Обладая меньшей поступающей энергией, она также охватывает меньшую область вашего поля зрения. Эти два эффекта отменяют друг друга. Таким образом, расстояние от объекта до камеры не влияет на воспринимаемую яркость.

— LukeG
источник

2

Это вопрос, решаемый с помощью физических единиц.

Облученность (ватт на квадратный метр) на всем объекте определяет , что это освещение, этот блок изменяется в зависимости от расстояния между объектом и светом , потому что «образуемой поверхностью» уменьшается на 1/r²с расстоянием.
(Излучающий поток (W) света постоянен)

Для простоты представим случай, когда свет находится в положении камеры, а мы смотрим на белый диск. Светимость диска является излучаемый свет на его поверхности , учитывая наш угол зрения: в ватт на стерадиан на квадратный метр.

Излучение обязательно меньше, чем его излучение, если материал рассеянный. Почему это ? потому что камера лишь немного отклоняется от общего направления повторного излучения; в то время как диск переизлучает свою энергию в 2πстерадиане (полушарии).

Таким образом, сияние, видимое камерой, есть irradiance / 2π. Как видите, это не зависит от расстояния между объектом и камерой. Теперь сияние - это единица измерения на квадратный метр, что означает, что оно определяет «интенсивность света» на площадь, поэтому при дискретизации это означает, что это значение пикселя :)

Надеюсь, я прав, это всегда сбивает с толку.

— v.oddou
источник