De Bidirectional Reflectance Distribution Function (BRDF) beschrijft hoe licht wordt gereflecteerd door een oppervlak in verschillende richtingen. Het geeft aan hoeveel licht wordt gereflecteerd afhankelijk van de invalshoek en de uitvalshoek van het licht.
BRDF wordt veel gebruikt in computer graphics, optica, materiaalkunde, en verlichtingstechnologie om realistische lichtreflecties en materiaalgedrag te modelleren.
1. Formele definitie van BRDF
De BRDF wordt wiskundig gedefinieerd als:
waarbij:
- → Invalshoek en azimutale hoek van het inkomende licht.
- → Uitvalshoek en azimutale hoek van het gereflecteerde licht.
- → Gereflecteerde luminantie in de richting ().
- → Inkomende verlichtingssterkte in de richting ().
De BRDF bepaalt hoe licht zich gedraagt bij reflectie op een oppervlak en is afhankelijk van het materiaal, de ruwheid en de structuur van het oppervlak.
2. Toepassingen van BRDF
🎨 Computergraphics & CGI → Realistische lichtreflecties en materiaalmodellen in 3D-rendering.
📷 Fotografie & beeldverwerking → Verbetering van lichtsimulaties en HDR-bewerking.
🔬 Materiaalwetenschap → Karakterisering van oppervlakken in wetenschappelijke en industriële toepassingen.
🚗 Automotive & coatings → Simulatie van lakreflecties en lichtdiffusie.
🌍 Satelliet- en klimaatonderzoek → Analyseren van zonlichtreflecties op land en oceanen.
3. Verschillende soorten reflectie in BRDF
Type reflectie | Beschrijving | Voorbeeld |
---|---|---|
Speculaire reflectie | Licht wordt in één richting gereflecteerd, zoals bij een spiegel. | Glanzende oppervlakken, water |
Diffusieve reflectie | Licht wordt in alle richtingen verspreid, zoals bij mat oppervlakken. | Matgeverfde muren, papier |
Anisotrope reflectie | Reflectie is afhankelijk van de richting van het oppervlak. | Geborsteld metaal, zijde |
Retroreflectie | Licht wordt teruggekaatst in de richting van de bron. | Reflectoren op verkeersborden, kattenogen |
4. Verschil tussen BRDF en BTDF
Eigenschap | BRDF (Reflectie) | BTDF (Transmissie) |
---|---|---|
Wat wordt gemeten? | Hoe licht wordt gereflecteerd door een oppervlak | Hoe licht door een materiaal gaat |
Toepassing | Glanzende en matte materialen, lak, coatings | Glas, filters, semi-transparante materialen |
Industrieën | Verf, optica, CGI, architectuur | Verlichting, optica, bouwmaterialen |
💡 Kort samengevat:
De Bidirectional Reflectance Distribution Function (BRDF) beschrijft hoe licht zich reflecteert op een oppervlak, afhankelijk van invalshoek en materiaal. Het is essentieel voor toepassingen in computergraphics, optica, materiaalwetenschap en verlichtingsontwerp.