Chaque fois que je pense comprendre la relation entre les deux termes, je reçois plus d'informations qui me confondent. Je pensais qu'ils étaient synonymes, mais maintenant je ne suis pas sûr.
Quelle est la difference entre "diffuse" et "albedo"? Sont-ils des termes interchangeables ou sont-ils utilisés pour signifier différentes choses dans la pratique?
Réponses:
La réponse courte: ils ne sont pas interchangeables, mais leur signification peut parfois sembler se chevaucher dans la littérature en infographie, ce qui crée un risque de confusion.
L'albédo est la proportion de lumière incidente réfléchie par une surface.
La réflexion diffuse est la réflexion de la lumière dans plusieurs directions, plutôt que dans une seule direction, à la manière d'un miroir ( réflexion spéculaire ).
Dans le cas d'une réflexion diffuse idéale ( réflectance de Lambert ), la lumière incidente est réfléchie dans toutes les directions indépendamment de l'angle auquel elle est arrivée. Comme dans la littérature informatique, il existe parfois un "coefficient diffus" lors du calcul de la couleur d'un pixel, indiquant la proportion de lumière réfléchie de manière diffuse, il existe une possibilité de confusion avec le terme albedo , qui signifie également la proportion de lumière réfléchie. .
Si vous effectuez le rendu d'un matériau dont la réflectance diffuse est idéale, alors l'albédo sera égal au coefficient diffus. Cependant, en général, une surface peut réfléchir une partie de la lumière de façon diffuse et une autre lumière de manière spéculaire ou en fonction de la direction, de sorte que le coefficient de diffusion ne représente qu'une fraction de l'albédo.
Notez que albedo est un terme tiré de l'observation de planètes, de lunes et d'autres corps de grande envergure. Il s'agit d'une moyenne à la surface et souvent d'une moyenne dans le temps. L'albédo n'est donc pas une valeur utile en soi pour le rendu d'une surface, où vous avez besoin de la propriété de surface actuelle spécifique à un emplacement donné de la surface. Notez également qu'en astronomie, le terme albédo peut désigner différentes parties du spectre dans différents contextes - il ne fait pas toujours référence à la lumière visible de l'homme.
Comme le souligne Nathan Reed dans un commentaire, une autre différence est que l’albédo est une valeur moyenne unique, qui ne vous donne aucune information sur les couleurs. Pour le rendu de base, le coefficient diffus donne les proportions des composants rouge, vert et bleu séparément, de sorte que albedo ne vous permet que de restituer des images en niveaux de gris. Pour des images plus réalistes, le rendu spectral nécessite la réflectance d'une surface en fonction de l'ensemble du spectre visible, soit bien plus qu'une simple valeur moyenne.
(albedo * (1 - specular))et que spéculaire est albedo * specular, au lieu de nombres plats diffus et spéculaires? Je ne comprends vraiment pas :(
Brièvement:
Albédo élevé -> objet plus lumineux
Faible réflexion diffuse -> réflexion en miroir (spéculaire)
Les termes Diffuse, spéculaire et Réflexion ont créé beaucoup de confusion, car ils ont été couramment utilisés pour décrire différents processus d'éclairage au cours de l'histoire du CG, et divergent parfois de leur utilisation scientifique.
pour clarifier cela, j’utilise mon propre vocabulaire composé de différents termes que j’ai choisis ici et là:
1- Réflectance de surface :
Description du procédé Surface-Relfectance : la lumière "rebondit" hors de la surface sans aucune transmission à l'intérieur du matériau ni de la micro-diffusion sous-jacente impliquée dans le processus (pas de réfraction, pas d'absorption). Les informations de couleur claire restent inchangées pendant le processus de réflexion de la surface, sauf dans certains cas précis (réflexion métallique colorée, chatoyante)
1.1 - Réflectance de la surface brute : la lumière "rebondit-elle" sur un matériau rugueux (micro-facettes) dans une direction plus ou moins uniformément répartie.
1.2 - réflectance de surface lisse : la lumière "rebondit" sur un matériau brillant ou lisse dans une direction plus ou moins orientée.
2 - Réflectance du corps
correspondre au diffus dans l'ancien système
correspondent à la couleur de base ou à la carte albédo dans le nouveau système.
Description du processus Body-Reflectance : La lumière qui frappe la surface qui n'est pas réfléchie en surface est d'abord transmise à l'intérieur de l'objet, puis peut être absorbée, diffusée et réfléchie et, dans certains cas, quitter à nouveau le matériau. Cela implique une micro-dispersion de sous-surface à partir d'irrégularités internes. Les informations de couleur claire sont modifiées au cours des étapes d'absorption du processus de transfection corporelle. Et si la lumière parvient à ressortir du matériau, elle transmettra ses informations de couleur. Le processus de réflectance corporelle ne s'applique pas aux matériaux métalliques car ils absorbent totalement ou réfléchissent la surface en fonction de la longueur d'onde.
La réflectance corporelle ne sera pas influencée par le lissé de la surface du matériau car il y a dispersion à l'intérieur du matériau, peu importe la surface, sauf peut-être pour les matériaux transparents où le processus d'absorption est principalement impliqué (absence de déviation de la lumière) et très peu diffusant. Ensuite, lors de la prochaine sortie, la rugosité de la surface pourrait vraiment influer sur le fait que ces rayons lumineux sortent parallèles ou se dispersent.
La diffusion micro-souterraine diffère de la diffusion globale sous la surface car, pour simplifier par approximation, la lumière est considérée comme sortant du matériau exactement au même endroit où elle est entrée. C'est exactement ce qui donne la couleur aux objets diélectriques ordinaires ; il doit y avoir transmission, puis absorption et micro diffusion, puis retransmission en dehors du matériau pour obtenir la couleur du diélectrique
Ok maintenant, ce que j'ai compris de cette confusion de nommage:
1 - concernant la réflexion diffuse
Ce que nous appelons habituellement la réflexion diffuse est le mécanisme qui inclut la réflectance de surface brute et la réflectance de corps pour une surface diélectrique rugueuse. Mais dans certains cas, le terme de réflexion diffuse peut être utilisé pour décrire uniquement la partie de réflectance de surface opposée au processus de transmission.
En ce qui concerne les matériaux métalliques, la réflexion diffuse ne concerne en réalité que la réflectance de surface grossière. Dans le cas d'un matériau métallique lisse, le terme de réflexion diffuse est remplacé par une réflexion spéculaire ou une réflexion directe (ce qui ajoute à la confusion, car spéculaire est utilisé ici pour signifier "forte").
Quand on parle de matériau diélectrique lisse, il existe encore des processus de diffusion, en ce sens que la lumière transmise dans le matériau est toujours dispersée lorsqu’elle en sort (corps-réflectance), mais la partie de son pouvoir réfléchissant de surface peut être appelée spéculaire ou réflexion directe.
2 - Concernant l'albédo
Dans le domaine des physiciens, Albedo semble être le rapport entre l'intensité de la lumière réfléchie (réflectance de la surface + réflectance du corps) et la lumière incidente . C'est donc une valeur à une dimension . En CG, en revanche, nous considérons l’ albédo comme une valeur tridimensionnelle en RVB qui correspond au "diffus" traditionnel de l’ancien système et à la "couleur de base" du flux de travail métal / rugosité. Dans ce cas, albedo serait, pour un flux de travail métal / rugosité, la réflectance du corps pour les diélectriques et la réflectance de surface pour les métaux, mais sans le composant de Fresnel de la réflectance de surface de Fresnel .
Mais dans le sens physicien du terme, albédo couvre également la partie réflectance de surface de la réémission de lumière (réflexion de Fresnel).
Cependant, dans le flux de travail métal / rugosité, BaseColor n’a aucune incidence sur la réflexion de Fresnel qui est directement intégrée dans les shaders. Donc, BaseColor est fondamentalement la valeur RVB de réflectance du corps pour le matériau diélectrique et la valeur RVB de réflectance de surface étant réfléchie en surface par le matériau métallique (étant "réfléchie en surface", mais de manière colorée en raison de la propriété conductrice des métaux et leur organisation cristalline combinée).
Tout cela est vraiment déroutant ... et je ne suis même pas sûr de l'avoir entièrement compris
L'un des documents auxquels je fais référence, ainsi que les directives relatives au PBR des substances: http://creativecoding.evl.uic.edu/courses/cs488/reportsA/brdf.pdf
Pensez à diffuse comme à la quantité de lumière diffusée par la rugosité de la surface.
Les surfaces telles que le bois ont un coefficient de diffusion élevé en raison de la texture de son matériau, mais si elles étaient poncées, vernies et polies, la surface serait beaucoup plus lisse, diminuant ainsi le coefficient de diffusion mais augmentant le "miroitement" ou la spécularité.
Albedo serait la quantité de lumière, en moyenne, réfléchie par une surface. La lune, en dépit de son cratère et de ses piqûres, réfléchit beaucoup de lumière en raison de la distance qui sépare l'observateur de la lune. Il est donc possible d'ignorer la diffusion des régions de surface individuelles au profit d'une valeur moyenne. Pour revenir à l'exemple lunaire, nous savons que la lune comporte de nombreuses régions, avec des quantités variables de valeurs diffuses et spéculaires, mais à une distance suffisamment éloignée, ces valeurs deviennent moins importantes, car nous sommes trop éloignés pour faire de tels détails. l'oeil nu.
Sur de longues distances, vous pourriez théoriquement, en termes d’informatique, utiliser l’albédo pour calculer la couleur moyenne d’une surface (à l’aide d’un échantillonnage) et utiliser le coefficient spéculaire pour calculer la luminosité de cette couleur. Mais dans la pratique, l’échantillonnage de texture LOD fait très bien l'affaire.