แนวคิดและคำศัพท์พื้นฐานเกี่ยวกับการแสดงปริมาตร

วรรณกรรมเกี่ยวกับการแสดงวัสดุเชิงปริมาตรและเอฟเฟกต์มีแนวโน้มที่จะใช้คำศัพท์ทางฟิสิกส์จำนวนมาก สมมติว่าฉันมีความเข้าใจที่ดีเกี่ยวกับแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับการเรนเดอร์พื้นผิว ฉันต้องเข้าใจแนวคิดอะไรบ้างสำหรับการสร้างภาพปริมาตร? (ทั้งการแสดงผลแบบเรียลไทม์และออฟไลน์)

• อะไรคือความหมายของการกระเจิงแสงในบริบทของการเรนเดอร์ปริมาตร? (และทำไมมันจึงแยกเป็นแบบกระจายและแบบกระจาย?)

• ความสัมพันธ์ระหว่างการส่งการลดทอนและการดูดซึมคืออะไร?

• ฟังก์ชั่นเฟสคืออะไรและเล่นในการเรนเดอร์ปริมาตรได้อย่างไร? (โดยเฉพาะฟังก์ชั่นเฟส Henyey-Greenstein)

• กฎหมายเบียร์ - แลมเบิร์ตคืออะไรและเกี่ยวข้องกับการกระเจิงของแสงอย่างไร

โดยพื้นฐานแล้วฉันจะทำให้แผนภาพมีความรู้สึกเช่นนี้ได้อย่างไร

เมื่อฉันแรกอ่านเกี่ยวกับทั้งหมดนี้ฉัน stumbled บนลิงค์นี้ซึ่งช่วยให้ฉันเข้าใจเรื่องใหญ่นี้ นอกจากนี้ยังมีรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งที่กล่าวถึงที่นี่

การกระเจิงของแสงเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เกิดขึ้นเมื่อแสงมีการโต้ตอบกับอนุภาคที่กระจายอยู่ในสื่อขณะที่มันเคลื่อนที่ผ่าน จากวิกิพีเดีย :

การกระเจิงของแสงสามารถถูกมองว่าเป็นการเบี่ยงเบนของรังสีจากเส้นทางตรงเช่นโดยความผิดปกติในตัวกลางการแพร่กระจายอนุภาคหรือในการเชื่อมต่อระหว่างสองสื่อ

ในคอมพิวเตอร์กราฟิกส์มีโมเดลที่ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อจำลองผลกระทบของวัตถุปริมาณแสงที่เคลื่อนที่จากจุดเข้า ( จุด A ) ไปยังจุดออก ( จุด B ) ในฐานะที่เป็นแสงเดินทางจากเพื่อBที่มีการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากการปฏิสัมพันธ์ที่มีอนุภาคและการมีปฏิสัมพันธ์เหล่านี้มักจะเรียกว่าการดูดซึม , Out กระเจิงและในกระเจิง บ่อยครั้งที่คุณจะเห็นการแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม การส่งผ่าน (การดูดซับและการกระเจิงออก) ซึ่งฉันชอบคิดว่าเป็น 'การสูญเสียแสง' และการกระจายใน ('แสงที่ได้รับ')

การดูดซับนั้นเป็นพลังงานแสงที่ตกกระทบซึ่งเปลี่ยนไปเป็นพลังงานรูปแบบอื่น ๆ ดังนั้นจึง 'หายไป'

การส่งผ่าน

การส่งผ่านอธิบายถึงวิธีการสะท้อนแสงที่อยู่เบื้องหลังปริมาณจะจางเนื่องจากการดูดซึมขณะที่มันเดินทางผ่านสื่อจากไปB โดยปกติจะคำนวณด้วยกฎหมายเบียร์ - แลมเบิร์ตซึ่งเกี่ยวข้องกับการลดทอนของแสงกับคุณสมบัติของวัสดุที่ผ่านการเดินทาง

เมื่อแสงเดินทางผ่านตัวกลางจึงมีโอกาสที่โฟตอนจะกระจัดกระจายออกไปจากทิศทางของเหตุการณ์ดังนั้นจึงไม่ทำให้สายตาของผู้สังเกตเห็นและสิ่งนี้เรียกว่าการกระจายออก ในโมเดลส่วนใหญ่สมการการส่งผ่านจะเปลี่ยนไปเล็กน้อยเพื่อแนะนำแนวคิดของการกระจายออก

ในการกระเจิง

ด้านบนเราได้เห็นว่าแสงจะหายไปได้อย่างไรเนื่องจากโฟตอนกระจัดกระจายไปจากทิศทางการดู ในเวลาเดียวกันแสงสามารถกระจายกลับไปในทิศทางการรับชมขณะเดินทางจากAถึงBและสิ่งนี้เรียกว่าการกระจายแบบ In-Scattering

Particle In-Scattering นั้นเป็นหัวข้อที่ค่อนข้างซับซ้อน แต่โดยทั่วไปคุณสามารถแยกมันออกเป็น Isotropic และ Anisotropic scattering ได้ การสร้างแบบจำลอง Anisotropic กระเจิงจะใช้เวลาจำนวนมากของเวลาจึงมักจะอยู่ในคอมพิวเตอร์กราฟิกนี้เป็นไปอย่างง่ายดายโดยใช้ฟังก์ชั่นเฟสซึ่งอธิบายถึงปริมาณของแสงจากทิศทางแสงที่ตกกระทบที่จะกระจายลงไปในทิศทางที่ดูขณะที่เดินทางจากไปB

ฟังก์ชันเฟสที่ไม่ใช่ isotropic หนึ่งที่ใช้กันทั่วไปเรียกว่าฟังก์ชันเฟส Henyey-Greenstein ซึ่งสามารถจำลองการกระเจิงของถอยหลังและไปข้างหน้า มันมักจะมีพารามิเตอร์เดียว g ∈ [−1,1] ซึ่งกำหนดความแข็งแรงสัมพัทธ์ของการกระเจิงไปข้างหน้าและข้างหลัง