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本文核心知识主要参照《现代计算机图形学入门闫令琪课程课件》,后续光线追踪系列辐射度量学知识也源于此处。
弨始之前我们先思考,为什么学习辐射度量学? 辐射度量学是基于物理光照的基础。
辐射能( ) :电磁辐射( )的能量,单位是焦耳 ,用符号表示(很少用在计算机图形学中):
辐射通量( )或功率() Φ :单位时间释放()、反射()、透射()或接受()的能量。单位是或
辐射强度( ) :辐射(发光)强度是单位立体角( )由点光源发出的功率()。
2.1.1 角度()、立体角( )
角度():圆上的弧长与半径的比值。
圆的弧度值为 2π 弧度()
立体角( ):球面上的投影面积与半径的平方之比。
球体的立体角值为 4π 球面角度()
2.1.2 微分立体角
求单位面积和单位立体角:
球面的微分立体角: 是方向向量:
2.1.3 各向同性点源( )
辐照度() :辐照度是每(垂直投影)单位面积入射丰个表面上点的辐射通量(功率)。单位:,照度(勒克斯)
兰伯特余弦定律:表面辐照度与光方向和表面法线夹角的余弦值成正比(也就是说只要在表面法线方向的的辐射度分量)。
辐照度衰减
**辐射()**是描述光在环境中的分布的基本场量
辐射是与光线有关的量渲染是关于计算辐射的
辐射()或亮度() :是万个表面在每单位立体角、每单位投影面积上所发射()、反射()、透射()或接收()的辐射通量(功率)。
辐射强度:单位立体角的辐射通量
辐照度:单位投影面积的辐射通量
辐射:单位投影面积的辐射强度或者是单位立体角的辐照度(单位立体角、单位投影面积的辐射通量)
入射辐射( ):指到达表面的单位立体角的辐照度。即它是沿着给定光线到达表面的光(入射方向指向表面)
出射辐射( ):徻表面的单位投影面积的辐射强度。例如:对于面光( ),它是沿着给定光线发射的光(出射方向指向表面)
辐照度:在面积 的总辐射通量
辐射: 在面积 、方向 上的辐射通量 观仟下积分后的式子,§就是点的,其物理含义是上文所提到过的点上每单位照射面积的功率,而(,)指入射光每立体角,每垂直面积的功率,因此积分式子右边的解释了面积上定义的差异,而对积分,则是相当于对所有不同角度的入射光线乚个求和,那么该积分式子的物理含义便是,一个点(微分面积元)所接收到的亮度(),由所有不同方向的入射光线亮度()共同贡献得到。
附表:
光强度( ) 是光源在单位立体角内辐射的光通量,以表示,单位为坎德拉(,简称).1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量.光通量( ) 是由光源向各个方向射出的光功率,也即仏单位时间射出的光能量,以φ表示,单位为流明(,简称).光照度() 是从光源照射到单位面积上的光通量,以表示,照度的单位为勒克斯(,简称).
坎德拉是基本单位,就是先定它,其他都是推导的。最初是用蜡烛来定义的。1948年第九届国际计量大会上决定采用处于铂凝固点温度的黑体作为发光强度的基准,同时定名为坎德拉,仾度称为新烛光,1967年第十三届国际计量大会又对坎德拉作了更加严密的定义。由于用该定义复现的坎德拉误差较大,1979年第十六届国际计量大会决定采用现行的新定义。
所以,液晶屏单位是坎德拉,投影仪是使用的是流明.流明是1坎德拉的光源在单位立体角里放射的光通量。
换算体系: 0.09290304
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