Reflectancia lambertiana

La reflectancia lambertiana es la propiedad que define una superficie ideal "mate" o de reflexión difusa . El brillo aparente de una superficie lambertiana para un observador es el mismo independientemente de su ángulo de visión. ^{[ 1 ]} Más precisamente, la intensidad radiante reflejada obedece la ley del coseno de Lambert , lo que hace que la radiancia reflejada sea la misma en todas las direcciones. La reflectancia lambertiana recibe su nombre de Johann Heinrich Lambert , quien introdujo el concepto de difusión perfecta en su libro Photometria de 1760 .

La madera sin tratar presenta una reflectancia aproximadamente lambertiana, pero la madera acabada con una capa brillante de poliuretano no, ya que el recubrimiento brillante crea reflejos especulares . Aunque no todas las superficies rugosas son lambertianas, esta suele ser una buena aproximación y se utiliza con frecuencia cuando se desconocen las características de la superficie. ^{[ 2 ]}

Spectralon es un material diseñado para exhibir una reflectancia lambertiana casi perfecta. ^{[ 1 ]}

En gráficos por computadora , la reflexión lambertiana se usa frecuentemente como modelo para la reflexión difusa . Esta técnica hace que todos los polígonos cerrados (como un triángulo dentro de una malla 3D) reflejen la luz por igual en todas las direcciones al renderizarse. Sin embargo, la reflexión disminuye cuando la superficie se inclina con respecto a la perpendicular a la fuente de luz, ya que el área es iluminada por una fracción menor de la radiación incidente. ^{[ 3 ]}

La reflexión se calcula tomando el producto escalar del vector normal unitario de la superficie ,${\displaystyle \mathbf {N} }$y un vector de dirección de luz normalizado,${\displaystyle \mathbf {L} }$, apuntando desde la superficie hacia la fuente de luz. Este número se multiplica luego por el color de la superficie y la intensidad de la luz que incide sobre ella:

${\displaystyle B_{D}=\mathbf {L} \cdot \mathbf {N} CI_{\text{L}}}$,

dónde${\displaystyle B_{D}}$es el brillo de la luz reflejada difusamente,${\displaystyle C}$es el color y${\displaystyle I_{\text{L}}}$es la intensidad de la luz incidente. Porque

${\displaystyle \mathbf {L} \cdot \mathbf {N} =|N||L|\cos {\alpha }=\cos {\alpha }}$,

dónde${\displaystyle \alpha }$es el ángulo entre las direcciones de los dos vectores, el brillo será mayor si la superficie es perpendicular al vector de luz, y menor si el vector de luz interseca la superficie en un ángulo rasante.

La reflexión lambertiana en superficies pulidas suele ir acompañada de reflexión especular ( brillo ), donde la luminancia de la superficie es máxima cuando el observador se sitúa en la dirección de reflexión perfecta (es decir, donde la dirección de la luz reflejada es un reflejo de la dirección de la luz incidente en la superficie), y disminuye bruscamente.

Si bien la reflectancia lambertiana generalmente se refiere a la reflexión de la luz por un objeto, puede usarse para referirse a la reflexión de cualquier onda. Por ejemplo, en imágenes de ultrasonido , se dice que los tejidos "rugosos" exhiben reflectancia lambertiana. ^{[ 4 ]}

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