알베도 vs 확산


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두 용어의 관계를 이해할 때마다 혼란스러워하는 더 많은 정보를 얻습니다. 나는 그들이 동의어라고 생각했지만 지금은 확실하지 않습니다.

"확산"과 "알베도"의 차이점은 무엇입니까? 그것들은 서로 교환 가능한 용어입니까, 아니면 실제로 다른 것을 의미하는 데 사용됩니까?

답변:


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짧은 대답 : 그것들은 상호 교환 할 수 없지만 때로는 컴퓨터 그래픽 문학에서 그 의미가 겹치는 것처럼 보일 수 있으므로 혼란의 가능성이 있습니다.


알베도 는 표면에서 반사되는 입사광의 비율입니다.

확산 반사 는 거울처럼 한 방향이 아닌 여러 방향으로 빛을 반사하는 것입니다 ( 정반사 ).

이상적인 확산 반사 ( 람베르 시안 반사율 )의 경우 입사광은 도달 한 각도와 상관없이 모든 방향으로 반사됩니다. 컴퓨터 그래픽 렌더링 문헌에서 픽셀의 색을 계산할 때 때때로 "확산 계수"가 있기 때문에, 확산 된 빛의 비율을 나타내며, albedo 라는 용어와 혼동 할 수있는 기회 가 있습니다. .

이상적인 확산 반사율 만있는 재료를 렌더링하는 경우 알베도는 확산 계수와 같습니다. 그러나, 일반적으로 표면은 확산 광이 알베도의 일부일 수 있도록 일부 광을 반사적으로 또는 다른 방향에 따라 다른 광으로 반사시킬 수있다.


참고 것을 알베도는 행성, 위성 및 기타 대규모 기관의 관찰에서 용어이며, 표면 평균, 종종 평균 이상의 시간입니다. 따라서 알베도는 표면을 렌더링하는 데 유용한 값이 아니며 표면의 특정 위치에서 특정의 현재 표면 속성이 필요합니다. 또한 천문학에서 용어 "알베도"는 서로 다른 상황에서 스펙트럼의 다른 부분을 나타낼 수 있습니다. 항상 인간의 가시 광선을 의미하는 것은 아닙니다.


Nathan Reed 가 의견에서 지적했듯이 또 다른 차이점 은 albedo가 단일 평균 값이므로 색상 정보가 제공되지 않는다는 것입니다. 기본 렌더링의 경우 확산 계수는 빨강, 녹색 및 파랑 구성 요소에 대한 비율을 개별적으로 제공하므로 albedo는 그레이 스케일 이미지 만 렌더링 할 수 있습니다. 보다 사실적인 이미지를 위해 스펙트럼 렌더링에는 단일 가시성 값보다 훨씬 큰 가시 스펙트럼 전체의 함수로서 표면의 반사율이 필요합니다.


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또한 천문학에서 "알베도"는 전체 가시 스펙트럼 (때로는 UV 및 적외선을 포함하여 더 넓은 스펙트럼)에 걸쳐 평균화되는 반면, 확산 / 반사 계수는 RGB이거나 이상적인 스펙트럼 양이라는 인상을 받았습니다.
Nathan Reed

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흥미 롭군 이 경우, Albedo Map이하는 일을하는 것이 이치에 맞지 않습니까?
Felipe Lira

@PhilLira는이 용어의 도움이되지 않는 것처럼 보입니다 ... 잘만되면 더 많은 혼란을 일으키지
않기를 바랍니다

나는 이것을 얻지 못한다고 생각합니다. 이 경우 기본적으로 사소한 차이가 아닙니까? 예를 들어, 당신이 말한 것의 유일한 차이점은 알베도의 경우, 확산 반사 와 반사 수 대신에 확산 반사 (albedo * (1 - specular))와 반사가 있다는 albedo * specular것입니다. 나는 정말로 그것을 얻지 못한다 :(
Llamageddon

@Llamageddon은 답변에 여러 가지 차이점이 있지만 간단한 예로 표면의 알베도는 0.8 일 수 있지만 확산 구성 요소의 RGB 값은 (0.6, 0.5, 0.9) 일 수 있습니다. 알베도는 일반적으로 단일 스칼라 값인 반면, 확산 구성 요소는 단순한 값이 아니라 색상을주기 위해 여러 값을 가질 수 있습니다.
trichoplax

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간단히:

  • 낮은 알베도 -> 어두운 물체
  • 높은 알베도 -> 더 밝은 물체

  • 낮은 확산 반사-> 거울과 같은 반사 (일명 Specular)

  • 높은 확산 반사->면과 같은 반사

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내가 틀릴 수도 있지만 그것이 확산에 대해 엄격하게 사실인지 확실하지 않습니다. 낮은 확산은 높은 반사를 의미하지 않습니다. 탄소 나 숯과 같은 물질을 강하게 흡수하는 것은 어떻습니까?
PaulHK

@PaulHK. 숯은 알베도가 낮으며 입사광의 비율이 낮기 때문에 표면에서 반사되기 때문입니다.
Kamran Bigdely

아 네, 지금 무슨
말인지 알겠습니다

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Diffuse, Specular 및 Reflection 용어는 일반적으로 CG 역사에 따라 다른 조명 프로세스를 설명하는 데 사용되어 과학적 용도에서 벗어나기 때문에 많은 혼란을 초래했습니다.

이것을 명확히하기 위해 나는 여기저기서 선택한 다른 용어로 구성된 내 자신의 어휘를 사용합니다.


1- 표면 반사율 :

  • 기존 시스템의 스페 큘러 맵에 해당
  • 유전체 재료에 대한 BRDF 모델의 프레 넬 반사 부분과 금속 재료에 대한 전체 반사에 해당합니다.

표면 영향 프로세스 설명 : 프로세스 내부의 재료 나 미세한 표면의 산란없이 빛이 표면에서 "튀어 나옵니다 "(굴절, 흡수 없음). 정확한 경우를 제외하고는 표면 반사 프로세스 동안 밝은 색상 정보가 변경되지 않습니다 (색상 금속 반사, 희미 함)

1.1-거친 표면 반사율 : 다소 균일하게 분포 된 방향으로 거친 물질 (마이크로 패싯)에서 "튀는"빛입니다.

1.2-부드러운 표면 반사율 : 광택이 있거나 부드러운 재질에서 다소 방향이 향하는 빛을 "튀는"빛입니다.


2-신체 반사

  • 기존 시스템의 확산에 해당

  • 새 시스템의 기본 색상 또는 알베도 맵에 해당합니다.

Body-Reflectance 프로세스 설명 : 표면 반사 되지 않은 표면에 닿는 빛 은 먼저 물체의 내부로 전달 된 후 흡수, 추가 산란 및 반사 될 수 있으며 경우에 따라 재료를 다시 방출 할 수도 있습니다. 내부 불규칙성으로 인한 미세한 하위 표면 분산이 포함됩니다. 밝은 색상 정보는 신체 관련 과정의 흡수 단계에서 변경됩니다. 그리고 빛이 재료에서 다시 빠져 나오면 색상 정보를 전송합니다. 차체 반사 공정은 금속의 파장에 따라 빛을 완전히 흡수하거나 표면 반사 만하기 때문에 금속 재료에는 적용 할 수 없습니다.

표면에 상관없이 재료 내부에 산란이 있기 때문에 신체 반사율은 재료 표면 평활도에 영향을받지 않습니다. 단, 흡수 과정이 주로 관련된 (광 편차가없고) 산란이 거의없는 투명한 재료는 예외입니다. 그런 다음 다시 외출 할 때 이러한 광선이 평행을 이루거나 흩어지면 표면 거칠기가 실제로 영향을 줄 수 있습니다.

근사를 통한 단순화 문제의 경우, 빛이 들어간 정확한 지점에서 빛이 재료에서 나가는 것으로 간주되므로 미세한 표면 아래 산란은 전역 표면 아래 산란과 다릅니다. ; 유전체의 색상을 얻기 위해 투과, 흡수 및 미세 산란, 재료 외부의 재전송이 있어야합니다.


자,이 이름 혼란에서 이해 한 것 :

1-확산 반사에 대하여

우리가 일반적으로 확산 반사 라고 부르는 것은 거친 유전체 표면에 대한 거친 표면 반사율신체 반사율 을 포함하는 메커니즘입니다 . 그러나 경우에 따라 확산 반사 라는 용어 는 투과 공정과 반대 되는 표면 반사 부분 만을 설명하기 위해 사용될 수 있습니다 .

실제로 금속 재료에 대해서는 확산 반사 문제가 거친 표면 반사율에 지나지 않습니다. 매끄러운 금속 재료의 경우, 확산 반사라는 용어는 정반사 또는 직접 반사로 대체됩니다 (반사가 여기에서 "날카로움"을 의미하기 때문에 혼동을 가중시킵니다).

매끄러운 유전 물질에 관해 이야기 할 때, 물질 내로 전달 될 때 빛이 물질에서 방출 될 때 여전히 산란된다는 점에서 확산 과정이 여전히 존재하지만 (반사-반사), 물질의 표면-반사 부분은 거울 또는 직접 반사.

2-알베도에 대하여

물리학 분야에서 Albedo반사광 강도 (표면 반사율 + 신체 반사율)와 입사광 사이비율 인 것으로 보입니다 . 그것은 하나의 차원 적 가치입니다. 반면에 CG에서는 알베도 를 기존 시스템의 전통적인 "확산"및 금속 / 거칠기 워크 플로우의 "기본 색상"에 해당하는 RGB 의 3 차원 값 으로 간주합니다 . 이 경우에도, 금속 / 거칠기 작업 흐름 의 경우, 프레 넬 표면 반사율의 프레 넬 성분이없는 유전체에 대한 바디 반사율 및 금속 에 대한 표면 반사율이 될 것이다.

그러나 물리학 용어로 알베도는 광 재 방출 (프레 넬 반사)의 표면 반사 부분도 포함합니다.

그러나 금속성 / 거칠기 작업 과정에서 BaseColor는 프레 넬 반사에 발생률이 없으며 셰이더에 직접 포함됩니다. 따라서 BaseColor는 기본적으로 유전체 재료의 신체 반사 RGB 값이고 표면 영향 RGB 값은 금속 재료 ( "표면 반사"임)에 의해 표면 반사되지만 금속의 전도성 특성 때문에 그들의 Cristalline 조직은 결합했습니다).

그것은 정말로 정말로 혼란 스럽습니다 ... 그리고 나는 그것을 완전히 얻지 못할 수도 있습니다.

물질 PBR 지침과 함께 언급하고있는 문서 중 하나 : http://creativecoding.evl.uic.edu/courses/cs488/reportsA/brdf.pdf


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표면의 거칠기에 의해 산란되는 빛의 양으로 확산을 생각하십시오.

목재와 같은 표면은 재료 질감으로 인해 높은 확산 계수를 갖지만, 모래로 칠하고 광택을 내고 연마하면 표면이 훨씬 매끄러 워져 확산 계수가 감소하지만 "거울 광택"또는 반사도가 증가합니다.

알베도는 평균적으로 표면이 반사하는 빛의 양입니다. 달은 삐걱 거리거나 움푹 파여도 관찰자와 달 사이의 거리로 인해 많은 빛을 반사하므로 평균값을 위해 개별 표면 영역의 확산을 무시할 수 있습니다. 달의 예로 돌아가서, 우리는 달이 다양한 양의 확산 및 정반사 값을 가진 많은 지역을 가지고 있음을 알고 있지만, 너무 멀리 떨어져 있으면 그 값이 덜 중요해집니다. 육안.

원거리에서는 이론적으로 컴퓨터 그래픽 용어로 albedo를 사용하여 표면의 평균 색상을 계산하고 (샘플링 사용) 스펙 큘러 계수를 사용하여 해당 색상의 밝기를 계산할 수 있습니다. 그러나 실제로 LOD 텍스처 샘플링은 그 일을 잘 수행합니다.


잘못된 소리입니다. 거칠기는 확산을 유발하지 않으며 기하학적 폐색으로 인해 확산에만 영향을 미칩니다. 미세하게 연마 된 대리석 슬레이트는 여전히 시야각에 따라 약간 다른 밝기의 재분배와 동일한 강한 확산을가집니다.
Julien Guertault

거칠기는 올바른 단어는 아니지만 원칙이 있습니다.
이안 영
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