Lambertian概念

最近在看Unity文档，在学习漫反射Shader中看到Lambertian的概念。

于是查了一些相关资料，并记录如下：

Lambertian 是指一种表面反射性质，用于描述表面在各个方向上均匀散射光线的行为。这个概念源于物理学家 Johann Heinrich Lambert，他在1760年提出了相关的理论。Lambertian表面是一种理想的漫反射表面，它遵循 朗伯余弦定律（Lambert's Cosine Law）。

朗伯余弦定律

根据这个定律，反射光的强度与光线入射角的余弦成正比。具体来说，一个Lambertian表面会在所有观察方向上表现出相同的亮度，而不论观察角度如何。换句话说，从不同角度看，表面的亮度一致。

主要特点：

1. 均匀的漫反射：光线到达表面后被均匀地反射到所有方向，而不依赖于光线入射的方向。
2. 视觉效果：一个Lambertian表面看起来从任何方向的亮度都是相同的，例如，纸张、哑光涂层、未经打磨的墙壁等表面都可以近似为Lambertian表面。
3. 数学描述：在计算机图形学和光学中，Lambertian反射模型通常用于描述漫反射表面。反射的光强度 III 与光线入射角 θ\thetaθ 之间的关系可以用以下公式表示： I=I0cos⁡(θ)I = I_0 \cos(\theta)I=I0​cos(θ) 其中，I0I_0I0​ 是入射光的强度，θ\thetaθ 是入射光线与表面法线之间的角度。

应用领域：

1. 计算机图形学：Lambertian模型常用于模拟漫反射表面的光照效果，如在 光照模型 中用于渲染表面纹理和阴影。
2. 光学和摄影：用于模拟一些材料的光学特性，例如哑光或散射材料的反射行为。
3. 遥感与天文学：在卫星图像分析和行星科学中，Lambertian反射模型用于模拟地表或行星表面的反射行为。

总结得出，Lambertian反射描述了一种理想的均匀漫反射现象，适用于描述那些光线被随机散射的表面。