Кіріспе
Математикалық функция BSDF (екі бағыттағы шашырау үлестіру функциясы) анықтамасы жақсы стандартталмаған. Терминді 1980 жылы Бартелл, Дерениак және Вулф енгізген болуы мүмкін. Көбінесе ол жарықтың бетпен шашырауының жолын сипаттайтын жалпы математикалық функцияны атауға қолданылады. Алайда, тәжірибеде бұл құбылыс әдетте шағылысқан және беріліп жатқан компоненттерге бөлінеді, содан кейін олар BRDF (екі бағыттағы шағылысу таралу функциясы) және BTDF (екі бағыттағы берілу таралу функциясы) ретінде бөлек қарастырылады. BSDF - бұл BRDF және BTDF-тің супержүйесі және жалпылауы. Барлық BxDF функцияларының тұжырымдамасы қара қорап ретінде сипатталуы мүмкін, оның кірістері кез келген екі бұрыштан тұрады, біреуі кіріс (қақтығыс) сәулесі үшін, екіншісі шығыс (көрініс немесе жіберілген) сәуле үшін беттің берілген нүктесінде. Бұл қара қораптың шығысы - берілген бұрыштар жұбы үшін кіріс және шығыс жарық энергиясының арақатынасын анықтайтын мән. Қара қораптың мазмұны нақты беттің мінез-құлқын модельдеуге және оған жуықтауға тырысатын математикалық формула немесе өлшенген деректердің дискретті үлгілеріне негізделген шығысты шығаратын алгоритм болуы мүмкін. Бұл функция 4 (((+1) өлшемді (4 3D бұрыштар үшін 2 мән + 1 жарықтың толқын ұзындығы үшін опциональді) екенін білдіреді, яғни оны 2D арқылы немесе тіпті 3D графигімен көрсетуге болмайды. Әдебиетте кейде кездесетін әрбір 2D немесе 3D графигі функцияның тек бір бөлігін көрсетеді. Кейбіреулер BSDF терминін BxDF функцияларының бүкіл отбасын қамтитын категория атауы ретінде қолданады. BSDF термині кейде сәл басқаша контекстте қолданылады, шашырауының мөлшерін сипаттайтын функция үшін (шашыраған жарық емес), жай ғана жарық түсіру бұрышының функциясы ретінде. Бұл мән-жайды түсіндіру үшін мысал: толық ламбертиандық бет үшін BSDF (бұрыштық) = const. Бұл әдісті, мысалы, жылтыр беттерді өндірушілер шығару сапасын тексеру үшін қолданады. BSDF терминінің соңғы кездегі тағы бір қолданылуын кейбір 3D-пакеттерде көруге болады, онда сатушылар оны Phong, BlinnPhong және т.б. сияқты қарапайым, танымал CG алгоритмдерін қамту үшін "ақылды" категория ретінде қолданады. 2000 жылы Debevec және басқалар жасаған BSDF-ті адам бетінен алу. Бұл фильмнің соңғы жетістіктері болды. Ол өзінің фотореалистік бейнесімен толық виртуалды кинематографияға жол ашты. Команда әлемде бірінші болып жер астындағы шашырату компонентін (BTDF-тің арнайы жағдайы) жылжымалы жарық көзі, жылжымалы жоғары резолюциялы цифрлық камера, бірнеше позициядағы 2 поляризатор және қарапайым компьютердегі өте қарапайым алгоритмдерден тұратын қарапайым жарық сатысын пайдаланып оқшаулады.
The definition of the BSDF (bidirectional scattering distribution function) is not well standardized. The term was probably introduced in 1980 by Bartell, Dereniak, and Wolfe. Most often it is used to name the general mathematical function which describes the way in which the light is scattered by a surface. However, in practice, this phenomenon is usually split into the reflected and transmitted components, which are then treated separately as BRDF (bidirectional reflectance distribution function) and BTDF (bidirectional transmittance distribution function). BSDF is a superset and the generalization of the BRDF and BTDF. The concept behind all BxDF functions could be described as a black box with the inputs being any two angles, one for incoming (incident) ray and the second one for the outgoing (reflected or transmitted) ray at a given point of the surface. The output of this black box is the value defining the ratio between the incoming and the outgoing light energy for the given couple of angles. The content of the black box may be a mathematical formula which more or less accurately tries to model and approximate the actual surface behavior or an algorithm which produces the output based on discrete samples of measured data. This implies that the function is 4(+1) dimensional (4 values for 2 3D angles + 1 optional for wavelength of the light), which means that it cannot be simply represented by 2D and not even by a 3D graph. Each 2D or 3D graph, sometimes seen in the literature, shows only a slice of the function. Some tend to use the term BSDF simply as a category name covering the whole family of BxDF functions. The term BSDF is sometimes used in a slightly different context, for the function describing the amount of the scatter (not scattered light), simply as a function of the incident light angle. An example to illustrate this context: for perfectly lambertian surface the BSDF (angle)=const. This approach is used for instance to verify the output quality by the manufacturers of the glossy surfaces. Another recent usage of the term BSDF can be seen in some 3D packages, when vendors use it as a 'smart' category to encompass the simple well known cg algorithms like Phong, Blinn–Phong etc. Acquisition of the BSDF over the human face in 2000 by Debevec et al. was one of the last key breakthroughs on the way to fully virtual cinematography with its ultra photorealistic digital look alikes. The team was the first in the world to isolate the subsurface scattering component (a specialized case of BTDF) using the simplest light stage, consisting on moveable light source, moveable high res digital camera, 2 polarizers in a few positions and really simple algorithms on a modest computer.
BxDF функцияларының жалпы сипаттамасы
BRDF (Bidirectional reflectance distribution function) - бұл қарапайым BSSRDF, жарық бір нүктеден кіріп, бір нүктеден шығады деп есептейді (оң жақтағы суретті қараңыз). BTDF (Эки бағыттағы өткізгіштік бөлу функциясы) шығыс сәулелену мен кіріс ағыны арасындағы байланысты сипаттайды, оның ішінде жер асты шашырауы (SSS) сияқты құбылыстар. BSSRDF жарықтың кез келген екі сәуле арасында қалай тасымалданатынын сипаттайды. BSSTDF (Бірі бағыттағы шашыраудың беткі өткізгіштігін бөлу функциясы) BTDF сияқты, бірақ жер асты шашырауымен. BSSDF (Бірі бағыттағы шашырау бетінің таралу функциясы) BSSTDF және BSSRDF арқылы ұжымдық түрде анықталады. Сондай-ақ BSDF (Бірі бағыттағы шашырауды тарату функциясы) деп те аталады.