辐射计量概念

辐射计量概念

• 全局光照的算法目标是计算场景中光能量的瞬时分布，因此了解一些光能量的物理概念也很重要。辐射计量和广度计量都是测量光能量的学科，由于光度计量物理量可以从辐射测量物理量中推到出来，所以全局光照算法往往采用辐射计量物理量进行计算。
• 辐射能量-radiant energy:辐射通量是指单位时间内的辐射能量，用Φ表示，单位w瓦特，

                 其中Q是辐射能量，t是时间

• 辐射通量密度 radiant flux density:辐射通量密度是指在某个表面单位面积内的辐射通量。当该辐射通量是摄入该表面的，称其辐射通量密度为辐射照度-irradiance(E),
       其中Φ为辐射通量，A是表面积
  
  当该辐射通量是射出该表面的，称之为辐射脱离-radiant exitance(M),或者辐射度-radiosity(B),单位W/m*m ( 瓦特每平方米)

      

• 辐射率-radiance : 也叫辐射亮度，，是指在某一特定方向上的单位投影面在单位立体角内的辐射通量，是一个5维量，其中三维坐标系，两维表示方向，用 表示，单位是瓦特每平方米球面度（W/sr* m*m））,假设光线是以光线与物体表面交点x为顶点的极小圆锥，辐射率则表示圆锥内的辐射通量，表达式:

  

 

                        Θ是光线与表面在点x处的法向量之间的夹角

•   立体角：是物体在一个以观测点为圆心的球的投影面积与球半径平方的
   
  辐射率是全局光照算法尤为重要的物理概念，全局光照算法主要任务就是计算场景中所有物体的辐射率并将其展现到观察者的眼睛中，具有以下几个性质：
  
  光在真空中沿直线传播时，其路径上的辐射率处处相等  ; 感知器对辐射率十分铭感;
  
  

  辐射强度-radiant intensity

  辐射强度是指点光源在某一特定方向上单位立体角内辐射的辐射通量，用I表示 (w/sr)

  
  

  Φ为给定方向的辐射通量， dω是给定方向的立体角微分