反射光と拡散光

 前回まで、レンズによる結像を見てきたが、レンズを通過する光は光源からの光で、いわゆる透過光を見ているイメージなのだが、正反射光や拡散光も結像させたい。

実験系

反射光を見るために、下図のように赤色の鏡を45度の傾けて、横からスポット光を入れて撮像面に当てる形を作って実験した。

正反射光

finish{reflection 1.0}

正反射の場合、光源の色が見える。光もスポットとして見えており、正しく結像していると考えられる。

拡散光

finish処理なし

物体を鏡面でなくした状態にしたら、拡散光が得られるのか実験した。結果、真っ暗な像しか得られなかった。これは、フォトンマッピングのアルゴリズムとして、反射しない物体に到達すると、そこから再度放出されるフォトンが、ゼロになってしまう為と考えられる。

フォトンマッピングをWikipediaで調べると、拡散相互反射（diffuse interreflection）、表面下散乱（subsurface scattering）は、原理的には実現できるようだが、POV-Rayでどうやるのかがまだ分かっていない。

ちなみに、別のグローバルイルミネーションの方法として、ラジオシティがある。これをＯＮにしたうえで、光源のrgb値を<500,500,500>などとすると、真っ黒ではない像が得られるが、像の形がおかしいうえに、結像位置がレンダリング毎に変わる。これは、拡散面からランダムに放射した光をとらえているからではと考える。ランダムな光だから、像の形もおかしくなると考える。ただ、像の色が赤であることから、素材の色がちゃんと見えている点だけは正しくシミュレートされている。

フォトンマッピングのパラメータをもう少し調べる必要がありそう。