Heijastusmalli

Heijastusmalli (suomeksi "heijastusmalli" tai vapaasti "reflection model") on termi, jolla viitataan fysikaaliseen tai laskennalliseen malliin valon tai muun säteilyn heijastumisesta pinnasta. Se kuvaa, miten saapuva säteily jakautuu heijastuneeksi säteilyksi eri suuntiin ja sisältää usein komponentteja, jotka ilmentävät diffuusia ja spekulaariheijastusta, pintanormaalia, karkaisuutta sekä Fresnel-vaikutusta.

Käyttökohteita ovat muun muassa tietokonegrafiikka, materiaalien karakterisointi, kaukokartoitus ja optiikka. Tietokonegrafiikassa yleisiä heijastusmalleja ovat Lambertin diffuusiomalli, Phong- ja Blinn–Phong-specular-mallit sekä kehittyneemmät mikrohelmiömallit kuten Cook–Torrance ja yleiset BRDF- (bidirectional reflectance distribution function) kuvaajat. Fysikaalisesti perustuvat mallit pyrkivät säilyttämään energian ja huomioimaan mikrorakenteen, Fresnel-ilmiön ja anisotropian.

Matemaattisesti heijastusmalli voi olla suljetun muodon funktio tai mittauksista johdettu taulukko/aineisto (BRDF-tietokanta). Rajoituksia ovat monimutkaisten ilmiöiden, kuten sisäisen sironnan (subsurface scattering) ja polarisaation, mallintamisen vaikeus ja mittausvaatimukset. Viime vuosina alalla on painotettu fyysisesti perustuvaa renderöintiä ja mittauspohjaisia menetelmiä, joiden tavoitteena on realistisempi ja yksinkertaisempi materiaalien esitys eri valaistusolosuhteissa.