渲染方程

在計算機圖形學領域 ， 渲染方程 （ Rendering equation ） 描述的是光能在場景中的流動 。 根據光學的物理學原理 ， 它在理論上給出了一個完美的結果 ， 而各種各樣的渲染技術 ， 只是這個理想結果的一個近似 。 渲染方程於1986被吉姆 · 卡吉雅 與 David Immel et al.同時提出 。 渲染方程的物理基礎是能量守恆定律 。 在一個特定的位置和方向 ， 出射光 Lo 是發射光 Le 與反射光之和 ， 反射光本身是各個方向的入射光 Li 之和乘以表面反射率及入射角 。 這個方程可以用下面的數學等式表示 ： 其中 ， 是在特定位置 及角度 的出射光 。 是在同一位置及方向發出的光 。 是入射方向半球的無窮小累加和 。 是在該點從入射方向到出射方向光的反射比例 。 是該點的入射光位置及方向 。 是入射角帶來的入射光衰減 。 它的兩個很顯然的特性是 ： 線性和空間同質性 。 由於只有乘法和加法運算 ， 所以是線性的 ； 由於在所有的位置和方向都一樣 ， 所以具有空間同質性 。 這也就意味着方程的解可以有很大範圍的因數與排列 。 渲染方程是渲染領域中的一個核心理論概念 ， 它是渲染中不可感知方面的最抽象的正式表示 。 這個方程經過交叉點將出射光線與入射光線聯繫在一起 ， 它代表了場景中全部的'光線傳輸' 。 所有更加完善的算法都可以看作是這個方程的特殊形式的解 。