Dlaczego odległość od obiektu do oka nie ma znaczenia w modelach oświetlenia?

11

Na przykład w modelu Phong i Blinn intensywność światła nie zmienia się w zależności od odległości aparatu. Dlaczego?

shaders lighting shading

— wlnirvana
źródło

3

Spójrz na obiekt blisko ciebie. Odsuń się teraz kilka metrów od niego. Czy to zmienia jasność? Nie. Dlaczego miałoby być inaczej w grafice komputerowej? Jedyną istotną odległością jest odległość do źródła światła.

— LukeG,

1

@LukeG Dlaczego to nie zmieni jasności? Intuicyjnie wydaje mi się, że jeśli jestem daleko od przedmiotu, całkowita energia świetlna z niego docierająca do moich oczu powinna być mniejsza.

— wlnirvana

Rozumiem co masz na myśli. Przeprowadziłem wyszukiwanie i znalazłem świetny artykuł na ten temat. Wysłałem odpowiedź z linkiem i jej streszczenie.

— LukeG,

18

Po tym, jak początkowo zastanawiałem się nad tym pytaniem, ponieważ wydawało się naturalne, że obiekty nie zmieniają jasności w zależności od odległości do oka (lub aparatu), ale tylko w zależności od odległości od źródła światła, przeprowadziłem szybkie wyszukiwanie w Google i znalazłem ten świetny artykuł . Chodzi o ten właśnie temat w fotografii i wyjaśnia, dlaczego odległość między obiektem a aparatem nie ma znaczenia.

Podsumowując: Tak, przybywająca energia zmniejsza się proporcjonalnie do 1/r². Ale weź to pod uwagę: wraz ze wzrostem odległości obiekt wydaje się również mniejszy, a także proporcjonalny do 1/r². Mając mniej przybywającej energii, obejmuje również mniejszy obszar twojego pola widzenia. Te dwa efekty się znoszą. Zatem odległość obiekt-kamera nie wpływa na postrzeganą jasność.

— LukeG
źródło

2

To pytanie rozwiązano, patrząc na jednostki fizyczne.

Napromienienia (wat na metr kwadratowy) w całym obiekcie określa To oświetlenie, kamera zmienia się wraz ze wzrostem odległości pomiędzy przedmiotem i światła, ponieważ maleje „wyznaczany przez powierzchnie” 1/r²z odległości.
(Strumień promieniowania (W) światła jest stały)

Dla uproszczenia wyobraźmy sobie przypadek, w którym światło znajduje się w pozycji kamery, a my patrzymy na biały dysk. Blask dysku jest emitowane światło od powierzchni rozważa nasz kąt widzenia: w wata na steradian na metr kwadratowy.

Promieniowanie jest z konieczności mniejsze niż jego natężenie, jeśli materiał jest rozproszony. Dlaczego ? ponieważ kamera obejmuje tylko niewielki kąt całkowitych kierunków reemisji; podczas gdy dysk ponownie emituje energię na 2πsteradian (półkule).

Tak więc blask widziany przez kamerę irradiance / 2π. Jak widać, nie zależy to od odległości między obiektem a kamerą. Teraz blask jest jednostką na metr kwadratowy, co oznacza, że określa „intensywność światła” na obszar, więc po dyskrecji oznacza to, że jest to wartość w pikselach :)

Mam nadzieję, że mam rację, to zawsze jest mylące.

— v.oddou
źródło