Games101-光线追踪（辐射度量学、渲染方程与全局光照）

Basic radiometry (辐射度量学)

光的强度假定l为10，但是10是什么。
Whitted-Style中间了很多不同简化，如能看到高光，表示做了布林冯着色，意味着一个光线打进来后会被反射到一定的区域里，而不是沿着完美的镜像方向，但我们假设的是完美的反射。折射同理。其中能量的损失没有计算，可以是自己定的一个数量。

辐射度量学，会精确的把光的物理量定义出来。

辐射度量学表示如何描述光照。
会给光定义各种不同的属性(表示光在空间中的属性)，仍然是基于几何光线，即直线传播，没有波动性
物理量：Radiant flux,intensity,irradiance,radiance

Radiant Energy and Flux (Power)

Radiant energy是电磁辐射的能量，单位焦耳。光源辐射出来的就是能量
Radiant flux是单位时间的能量。即单位能量除于单位时间，其实是功率，单位瓦特。热学上叫流明
在这个辐射度量的体系中，考虑的都是单位时间的性质

假设平面是一个感光的东西，给单位的时间，通过的光子数量就是Flux。

Radiant Intensity：光源会发出多少能量
Irradiance:任何一个物体表面会接收到多少能量
Radiance：光线传播过程中的能量定义

Radiant Intensity

能量除以立体角， 单位是【瓦/sr】

angle

角度定义：用弧l除以半径r。
整个圆的角就是周长除以半径 ，2Π弧度
立体角：在3维空间中，找某一个球，从球出发，形成有一定大小的锥，锥会打到球面上，形成一定大小的面积。立体角就是球面上的面积A除以半径的平方
整个球面的立体角就是球面面积除以半径平方，4Π


单位立体角/微分立体角：定义一个方形的面积。θ是方向离z轴正方向的夹角，Φ是绕z轴旋转的角度。可以看出横边是rsinθdφ，竖边是rdθ。
θ和Φ并不是对球面积均匀的划分，因为前面还有sinθ，极点和赤道是不一样的

单位立体角是4Π

表示3维空间的方向是通常用ω表示，用φ，θ来定义位置。并且用sinθdθdφ来算出微分立体角(单位立体角)

Intensity的定义就是光源在任何一个方向上的亮度，总共的亮度是flux，除以单位立体角。等于从任何方向上看到的亮度。
如果一个点光源是往各个方向均匀的辐射能量，则任何一个方向上对应的Intensity就是power除以4Π。得到方向上的对应的强度

815流明对应11瓦。则815/4Π就是65candelas，对应某方向上的Intensity

图形学里基本不用实际能量，用的各种能量都是单位时间的，瓦
Intensity：一个立体角上的能量
立体角：单位面积除以球的半径平方

Irradiance

Irradiance ：每个面积上对应的能量，注意与Intensity区分（每个立体角上对应的能量）。面必须和入射光线垂直

Irradiance定义的是投影方向上/垂直于光线的面积

阳光始终垂直于某一区域，接收的能量多

可以定义点光源的功率φ，认为往周围各个方向是均等辐射出能量。Irradiance是单位面积的接收能量。如上图内圈$r$为1，面积是$4\pi r^2$, φ 除以 4πr24{\pi}r^2