首先定義什麼是直接光分量和全局光分量。
當場景被光源照明時,場景中每個點的輻射都可以被看做是直接和全局兩個分量。
直接分量是由光源的直接照射產生的,全局分量是由場景中其他點對它的照射產生。
上圖中,A光線是直接由光源照射而進入到相機,即是直接光分量的來源。其餘光線是場景中的其他點被P接收後反射進入到相機的,是全局光分量的來源。
這裏只介紹如何對一個光源和一個相機的場景圖像進行直接光分量和全局光分量的分離,而不介紹爲什麼要進行分離。
相機的像素接收到的總的光輻射表示爲直接光分量和全局光分量的總和。
爲了方面,這裏簡化了光照模型,直接光分量主要是由於從光源入射的光的散射,全局分量主要是從場景中其他點入射的光的散射。即爲如下圖所示:
當光源輻射高頻二進制照明圖案時,點亮的色塊包括直接分量和全局分量,而未點亮的色塊僅包含全局分量。 從理論上講,用這種照明圖案拍攝的場景的兩張圖像及其補圖足以估計場景中所有塊的直接分量和全局分量。如下圖所示
所以我們使用兩張高頻率的二進制互補圖就可以直接分理出這兩種分量。
由於來自所有其他表面斑塊的相互反射,全局分量可以寫成
其中i表示第i塊,j表示第j塊,互相反射即爲i,j兩塊的互相反射的全局分量。A[i,j]爲雙向反射分佈函數對塊與塊反射的合併。
進一步的分解後爲:
現在假設只有一部分的光源被激活,比例爲a,且在整個場景有較好的分佈,纔會產生高頻照明圖案。
則j的範圍就會變小,縮小爲a倍。
通過頻率域的轉換得到(這裏我沒有轉換)
最後有: