コンピュータグラフィックスにおける応用
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2020/09/04 21:38 UTC 版)
「ランバート反射」の記事における「コンピュータグラフィックスにおける応用」の解説
コンピュータグラフィックスでは、ランバート反射はよく拡散反射のモデルとしてよく使われる。この反射は、面の正規化法線ベクトル N {\displaystyle \mathbf {N} } と面から光源を指す正規化ベクトル L {\displaystyle \mathbf {L} } の内積を使って計算される。そして、この値に面の色と面を照らす光の輝度を掛け算する。 I D = L ⋅ N ∗ C ∗ I L {\displaystyle I_{D}=\mathbf {L} \cdot \mathbf {N} *C*I_{L}} ここで、 I D {\displaystyle I_{D}} は拡散反射光の輝度(表面の明るさ)で、 C {\displaystyle C} は色、 I L {\displaystyle I_{L}} は入射光の輝度である。 L ⋅ N = | N | | L | cos α {\displaystyle \mathbf {L} \cdot \mathbf {N} =|N||L|\cos {\alpha }} ここで、 α {\displaystyle \alpha } は2つのベクトル間の角度である。光線ベクトルと面上の点における法線ベクトルとの方向がまったく同じであれば、光の輝度はもっとも高くなる。このとき cos ( 0 ) = 1 {\displaystyle \cos {(0)}=1} 、つまり面は光の方向に垂直である。そして法線ベクトルが光線ベクトルに対して垂直であれば、光の輝度はもっとも小さくなる。このとき cos ( π / 2 ) = 0 {\displaystyle \cos {(\pi /2)}=0} 、つまり面と光の方向が平行である。 光沢のある表面では、ランバート反射とともに鏡面反射も見られる。この場合には、表面の輝度はちょうど鏡面反射光が来る角度に観察者がいるときにもっとも高くなる。この現象は、コンピュータグラフィックスではフォンシェーディングなどといった鏡面ハイライトを考慮したモデルを用いてシミュレーションできる。
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