A physically accurate reflectance model combining reflection and diffraction

Reflectance properties express how objects in a virtual scene interact with light. They control the appearance of the object: whether it looks shiny or not, it has a metallic or plastic appearance. The reflectance model (BRDF) is essential for photorealistic pictures. Measured reflectance provide high realism, at the expense of memory cost. Parametric models are compact, but it is difficult to find the right parameters from measured reflectance. In this research report, we show that two different physical phenomena are present in measured reflectance: reflection and diffraction. Taking both into account, we present a reflectance model that is compact and a very good approximation of measured reflectance. Designers can act on model parameters, related to surface properties, to create new materials. Key-words: Appearance, material, Reflectance, BRDF, Measured materials, Diffraction * Inria ; Univ. Grenoble Alpes, LJK ; CNRS, LJK † CNRS–LP2N, Univ. Bordeaux, IOGS; Inria Un modèle de réflectance combinant diffraction et réflexion Résumé : Les propriétés de réflexion expriment la façon dont les objets interagissent avec la lumière dans les scènes virtuelles. Elles contrôlent l’apparence de l’objet: s’il apparaît brillant ou non; son aspect métallique ou plastique ? Le modèle de réflexion (BRDF) est primordial afin d’obtenir des images photoréalistes. Les modèles de réflexion mesurés fournissent un haut degré de réalisme au détriment du coût mémoire. Les modèles paramétrés sont compacts mais il est difficile de trouver les bonnes valeurs des paramètres à partir des réflectances mesurées. Dans ce rapport de recherche, nous montrons que deux phénomènes physiques sont présents dans les mesures de réflexion : la réflexion à proprement parler auquel s’ajoute le phénomène de diffraction. En prenant les deux en compte nous présentons un modèle de BRDF fournit une très bonne approximation des mesures tout en restant compact en mémoire. Les artistes peuvent modifier les paramètres du modèle qui sont reliés aux propriétés de la surface afin de créer de nouveau matériaux. Mots-clés : Modèles de matériaux, simulation de l’éclairage, réflectance, diffraction A physically accurate reflectance model combining reflection and diffraction 3 CTD (us) Reference Smooth SGD