拡散反射

概要

拡散反射は、物体表面で光がさまざまな方向へ広がって反射する現象である。見る方向にあまり依存せず、面の向きと光の方向によって明るさが決まる。

詳しい説明

拡散反射は、石膏、紙、チョークのような表面で見られる反射のモデルである。表面の細かな凹凸によって光が広い方向へ散らばるため、どの方向から見ても比較的一定の明るさに見える。明るさは、光が面にどの角度で当たるかによって変わる。正面から当たるほど明るく、斜めから当たるほど暗い。この関係は入射角余弦の法則として表される。点光源では距離による減衰も考える場合がある。

CG制作との関係

CG制作では、マットな材質の基本になる。光沢の少ない壁、紙、布、肌の一部などでは拡散反射の見え方が重要になる。

ゲーム開発との関係

ゲーム開発では、ランバート反射として実装されることが多い。法線ベクトルと光方向の内積を使い、面が光の方を向くほど明るくする。

制作・実装での例

シェーダでは、法線と光方向の内積を使って拡散反射を求める。内積が小さいほど暗く、大きいほど明るくなるため、立体感を出す基本になる。

検定対策ポイント

拡散反射は、見る方向よりも面の向きと光の方向が重要である。鏡面反射のようなハイライトとは区別する。