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Properties of Tabulated Bidirectional Reflectance Distribution Functions

Joel DeYoung and Alain Fournier

Abstract

One way to overcome the limitations imposed by analytical models of reflection is to use discretely sampled reflectance data directly. Through either empirical measurement or simulation, a bidirectional reflectance distribution function (BRDF) is sampled and stored as a table of numbers. The generality of these tabulated BRDFs is useful for generating realistic images, but the inevitable inaccuracy associated with the data gathering process can lead to a BRDF that is much more general than it needs to be, or that lacks certain physical properties.

In this paper we propose measures for several properties of tabulated BRDFs: reciprocity, energy conservation, isotropy, and separability. Techniques to transform tabulated BRDFs to match one or more of these properties are also described. These transformations allow compression of the BRDF data, elimination of noise, improved computation time in some rendering tasks, and improved compliance with physical laws.

Résumé

Une façon de pallier les lacunes imposées par les modèles de la réflexion analytique est d'utiliser directement les données de réflexion mesurées discrètement. Par la mesure empirique ou la simulation, une fonction de distribution de réflexion bidirectionnelle (FDRB) est acquise par échantillonage, et mise en mémoire comme une table des nombres. La généralité de ces FDRBs tabulaires est utile pour générer des images réalistes, mais l'inexactitude inévitable associée avec la méthode d'aquisition des données peut produire une FDRB qui est beaucoup plus générale que nécessaire, ou qui manque certaines propriétés physiques.

Cet article propose des mesures pour quelques propriétés des FDRBs tabulaires: la réciprocité, la conservation d'énergie, l'isotropie, et la séparabilité. Des techniques pour transformer les FDRBs tabulaires pourqu'elles possèdent ces propriétés sont aussi décrites. Ces transformations permettent la réduction des données de la FDRB, l'élimination du bruit, moins de temps de calcul pour produire les images, et une meilleure conformité aux lois physiques.

The Paper

Compressed Postscript file (791 Kb)
@inproceedings{DeYoungFournier-gi97,
  title     = "Properties of Tabulated Bidirectional Reflectance Distribution Functions",
  author    = "Joel DeYoung and Alain Fournier",
  booktitle = "Graphics Interface",
  editor    = "Wayne Davis and Marilyn Mantei and Victor Klassen",
  year      = "1997",
  month     = "May",
  pages     = "47--55"
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