La definición de BSDF ( función de distribución de dispersión bidireccional ) no está bien estandarizada. El término probablemente fue introducido en 1980 por Bartell, Dereniak y Wolfe. [1] La mayoría de las veces se utiliza para nombrar la función matemática general que describe la forma en que la luz es dispersada por una superficie. Sin embargo, en la práctica, este fenómeno generalmente se divide en los componentes reflejados y transmitidos, que luego se tratan por separado como BRDF ( función de distribución de reflectancia bidireccional ) y BTDF ( función de distribución de transmitancia bidireccional ).
- BSDF es un superconjunto y la generalización de BRDF y BTDF . El concepto detrás de todas las funciones BxDF podría describirse como una caja negra con dos ángulos de entrada cualesquiera, uno para el rayo entrante (incidente) y el segundo para el rayo saliente (reflejado o transmitido) en un punto dado de la superficie. La salida de esta caja negra es el valor que define la relación entre la energía luminosa entrante y saliente para el par de ángulos dados. El contenido de la caja negra puede ser una fórmula matemática que intente modelar y aproximar con mayor o menor precisión el comportamiento real de la superficie o un algoritmo que produzca la salida basándose en muestras discretas de datos medidos. Esto implica que la función es 4 (+1) -dimensional (4 valores para 2 ángulos 3D + 1 opcional para la longitud de onda de la luz), lo que significa que no puede ser simplemente representada por 2D y ni siquiera por un gráfico 3D. Cada gráfico 2D o 3D, que a veces se ve en la literatura, muestra solo una parte de la función.
- Algunos tienden a usar el término BSDF simplemente como un nombre de categoría que cubre toda la familia de funciones BxDF.
- El término BSDF se usa a veces en un contexto ligeramente diferente, para la función que describe la cantidad de dispersión (no de luz dispersa), simplemente como una función del ángulo de luz incidente. Un ejemplo para ilustrar este contexto: para una superficie perfectamente lambertiana, el BSDF (ángulo) = const. Este enfoque se utiliza, por ejemplo, para verificar la calidad de salida por parte de los fabricantes de las superficies brillantes. [ aclaración necesaria ]
- Otro uso reciente del término BSDF se puede ver en algunos paquetes 3D, cuando los proveedores lo usan como una categoría 'inteligente' para abarcar los algoritmos cg simples y bien conocidos como Phong , Blinn – Phong, etc.
- Adquisición del BSDF sobre el rostro humano en 2000 por Debevec et al. [2] fue uno de los últimos avances clave en el camino hacia la cinematografía completamente virtual con sus imitaciones digitales ultra fotorrealistas . El equipo fue el primero en el mundo en aislar el componente de dispersión del subsuelo (un caso especializado de BTDF) utilizando el escenario de luz más simple , que consiste en una fuente de luz móvil, una cámara digital de alta resolución móvil , 2 polarizadores en pocas posiciones y algoritmos realmente simples. en una computadora modesta . [2] El equipo utilizó el conocimiento científico existente de que la luz que se refleja y se dispersa desde la capa de aire a aceite retiene su polarización, mientras que la luz que viaja dentro de la piel pierde su polarización. [2] El componente de dispersión del subsuelo se puede simular como un resplandor de luz constante de alta dispersión desde el interior de los modelos , sin el cual la piel no parece realista. ESC Entertainment , una compañía creada por Warner Brothers Pictures especialmente para hacer el sistema de efectos visuales / cinematografía virtual para The Matrix Reloaded y The Matrix Revolutions aisló los parámetros para un BRDF analítico aproximado que consistía en un componente de difusión lambertiana y un componente Phong especular modificado con un efecto de tipo Fresnel . [3]
Resumen de las funciones de BxDF
- BDF ( función de distribución bidireccional ) se define colectivamente por BRDF y BTDF.
- BSSRDF ( función de distribución de reflectancia de superficie de dispersión bidireccional o RDF de dispersión de superficie bidireccional ) [4] [5] describe la relación entre la radiancia saliente y el flujo incidente, incluidos los fenómenos como la dispersión subterránea (SSS). El BSSRDF describe cómo se transporta la luz entre dos rayos cualesquiera que inciden en una superficie.
- BRDF ( función de distribución de reflectancia bidireccional ) [4] es una BSSRDF simplificada, asumiendo que la luz entra y sale por el mismo punto ( ver la imagen de la derecha ).
- BTDF ( función de distribución de transmitancia bidireccional ) [1] es similar a BRDF pero para el lado opuesto de la superficie. ( ver la imagen superior ).
- BSSTDF ( función de distribución de transmitancia de superficie de dispersión bidireccional ) es como BTDF pero con dispersión subterránea.
- BSSDF ( función de distribución de superficie de dispersión bidireccional ) se define colectivamente por BSSTDF y BSSRDF. También conocido como BSDF ( función de distribución de dispersión bidireccional ).
Ver también
Referencias
- ^ a b Bartell, FO; Dereniak, EL; Wolfe, WL (1980). "La teoría y medición de la función de distribución de reflectancia bidireccional (BRDF) y la función de distribución de transmitancia bidireccional (BTDF)" . Dispersión de radiación en sistemas ópticos. 0257 . Actas de SPIE Vol. 257 Dispersión de radiación en sistemas ópticos: 154–160. doi : 10.1117 / 12.959611 . Consultado el 14 de julio de 2014 . Cite journal requiere
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( ayuda ) - ^ a b c Debevec, Paul; Tim Hawkins; Chris Tchou; Haarm-Pieter Duiker; Westley Sarokin; Mark Sagar (2000). "Adquirir el campo de reflectancia de un rostro humano". Actas de la 27ª conferencia anual sobre gráficos por ordenador y técnicas interactivas - SIGGRAPH '00 . ACM. págs. 145-156. doi : 10.1145 / 344779.344855 . ISBN 978-1581132083.
- ^ Haber, Jörg; Demetri Terzopoulos (2004). "Modelado y animación facial". Actas de la conferencia sobre notas del curso SIGGRAPH 2004 - GRAPH '04 . ACM. págs. 6 – es. doi : 10.1145 / 1103900.1103906 . ISBN 978-0111456781.
- ^ a b Nicodemo, FE; Richmond, JC; Hsia, JJ; Ginsberg, IW; Limperis, T. (1977). "Consideraciones geométricas y nomenclatura de reflectancia" (PDF) . Informe técnico NBS MN-160, Oficina Nacional de Normas . Consultado el 14 de julio de 2014 .
- ^ Jensen, HW; Marschner, SR; Levoy, M .; Hanrahan, P. (2001). "Un modelo práctico para el transporte ligero subterráneo" (PDF) . Actas de la 28ª conferencia anual sobre gráficos por ordenador y técnicas interactivas - SIGGRAPH '01 . graphics.ucsd.edu/~henrik/papers/bssrdf/ . Actas de ACM SIGGRAPH 2001. págs. 511–518 . CiteSeerX 10.1.1.503.7787 . doi : 10.1145 / 383259.383319 . ISBN 978-1581133745. Consultado el 14 de julio de 2014 .