各向异性(anisotropic)浅提

文章目录

  • 各向异性(anisotropic)
    • 定义
    • 哪种物体具有各向异性反射?
    • 什么导致各向异性反射?
    • 总结

各向异性(anisotropic)

定义

  它指一种存在方向依赖性,这意味着在不同的方向不同的特性,相对于该属性各向同性。当沿不同轴测量时,它可以定义为材料的物理或机械特性(吸光度,折射率)的差异,电导率,拉伸强度等)

该定义摘自维基百科

  我们关注的是在计算机视觉领域,在计算机图形学领域,各向异性表面在围绕其几何法线旋转时外观会发生变化,就像天鹅绒一样。

各向异性(anisotropic)浅提_第1张图片

图2。天鹅绒(Velvet)

  各向异性射就像常规反射一样,除了基于反射表面上存在的小凹槽(凸起,纤维或划痕)的方向拉伸或模糊。图3是计算机生成的各向异性反射的示例。

各向异性(anisotropic)浅提_第2张图片

图3。茶壶和地板的各向异性反射

  地板具有各向异性反射,如您所见,茶壶在y方向上模糊,但在x方向上不是很模糊。

哪种物体具有各向异性反射?

  任何具有细粒度的东西都主要在一个方向上。好的日常例子是头发,拉丝金属,锅碗瓢盆,或被水扰乱的水中反射(例如,下雨)。此外,CD是各向异性的,反射是由围绕CD的圆形方式的微小凹槽扭曲的。

什么导致各向异性反射?

  如果凸块是合理随机的(各向同性反射),表面中的细微凸起会使反射均匀地模糊。如果这些细小的凸起会产生图案,那么图案会影响反射的外观(各向异性反射)。

  这里有两个球体,图4左是直线反射,图4右是模糊的各向同性反射。

各向异性(anisotropic)浅提_第3张图片 各向异性(anisotropic)浅提_第4张图片

图4。左为直线反射,右为模糊的各向同性反射

  如果这是真实世界的照片,模糊的反射将由地板表面的微小随机凸起(下图)引起,凹凸可能很小,你可能不会注意到凹凸,但你会注意到它们对反射的影响。

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  那么现在,如果这些微小的凸起处于一个正规图样中会发生什么呢?例如,拉丝金属是具有小凹槽的金属,所有凹槽都朝向相同方向(下图)。这会导致反射在特定方向上模糊,这称为各向异性反射。

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  以这两个现实世界拉丝金属为例。

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  第一张图片是栏杆的特写镜头,在那里你可以看到一些朝向一个方向的细粒。接下来是冰箱门的远离照片,其表面由类似材料制成。现在注意光开关和导线的反射如何在特定方向上模糊,而不是在所有方向上均匀模糊。在这种情况下,当grain上下移动时,反射会左右模糊。反射总是在与颗粒相反的方向上拉伸。

总结

  各向异性很容易理解为,我们改变光源对物体表面的方向,反射在各个不同的方向有不同的特性。如下图的CD,假设光源无变化,你摆动CD,从你眼中可以看见,好像CD的同一个地方变化了不同,而且明明是一个物体,却各个地方发生不一样的变化。

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