Phongの反射モデル

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Phongの反射モデル

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2025/02/08 16:06 UTC 版)

Phongの反射モデル（フォンのはんしゃモデル; 英: Phong reflection model）とは、3次元コンピュータグラフィックスにおいて、モデリングされた面上の点に影をつけるための照明と陰影（シェーディング）モデルである。Phong照明、Phongライティングとも。

概要

Phongの反射モデルは環境光反射・拡散反射・鏡面反射の和として定義される（⇒ #定義）。環境光反射は入射光の重み付けで、拡散反射成分はランバート反射で、鏡面反射は経験的な式でモデル化されている（⇒ #解説）。このモデルはユタ大学の理学博士である、ブイ・トゥオン・フォン（英語版）によって開発され、1973年に"Illumination for Computer Generated Pictures"の題で学位論文として発表された。

上記論文ではポリゴンメッシュモデルのシェーディングにおける法線ベクトル補完手法も提案されている。これはPhongシェーディングとして知られる。

定義

光源・反射面（点）・撮像面（点）が配置された3次元空間について考える。

以下のように光源を定義する：

• ${\displaystyle L}$

  鏡面反射成分

  Phongの反射モデルにおける鏡面反射成分（スペキュラ、specular）は鏡面反射に類する成分である。

  鏡面反射成分は鏡面反射の数学的モデルではない。これは鏡面ハイライトの経験的モデルであり^[1]、Phong の「光沢の強い表面はハイライト中心から輝度が急激に落ち、面積が小さい」「光沢の鈍い表面はハイライト中心から輝度がゆるやかに落ち、面積が大きい」という観察を上手く再現するように設計されている。

  この成分の挙動は光沢度 ${\displaystyle \alpha }$