《IESNA照明手册》第二部分聚焦于各类环境下的专业照明设计标准与实践，为设计师提供详尽的技术指导和应用案例。
### IESNA Lighting Handbook Part2 关键知识点解析
#### 标题：IESNA Lighting Handbook Part2
本手册作为IESNA照明手册的第二部分，主要深入探讨了照明设计、计算及评估中的高级技术与理论，特别是在光照度计算以及表面反射方面。
#### 描述：
IESNA Lighting Handbook Part2 这一部分详细介绍了在特定观察方向下的表面亮度（Luminance）计算方法，重点在于双向反射分布函数（Bidirectional Reflectance Distribution Function, BRDF）的应用及其对不同表面材料的影响。
#### 知识点详解：
1. **亮度（Luminance）的概念**
- 定义：亮度\( L \)表示的是一个表面上某一点在特定观察方向下的亮度。
- 公式： \( L = \frac{dE(\theta, \psi)}{\cos\theta \cdot d\Omega} \cdot f_r(\theta, \psi) \)
- \( dE(\theta, \psi) \) 表示从方向 (\( \theta, \psi \)) 到达该点的平面内的微小照度增量；
- \( f_r(\theta, \psi) ）表示表面材料在特定观察方向下的双向反射分布函数；
- \( θ, ψ\) 分别表示球坐标系中的倾角和方位角。
2. **双向反射分布函数（BRDF）**
- 定义：BRDF用于描述表面在给定入射方向和观察方向下反射光线的比例。
- 影响因素：
- 表面的反射特性；
- 观察角度；
- 用于测量的光源大小。
- 特性：
- 不同于完全漫反射，BRDF对于入射光和观察方向都敏感。
- 可简化为仅考虑入射和出射方向之间的方位角差的情况，但此简化不适用于非轴向各向异性材料，如磨砂金属表面。
3. **图9-21：任务和照明坐标**
- 图9-21展示了一个典型的任务和照明坐标系统，其中观察能角 \( θ_v \) 通常保持恒定。
- 对于偏振敏感的某些表面，在这种情况下，可以将BRDF分解为两个正交分量，分别对应于两个正交的偏振平面 \( p_1 \) 和 \( p_2 \)。
- 这样 BRDF 可被表示为\( f_{r_{p1}}(θ_i, θ_v, ψ_i)\) 和 \(f_{r_{p2}}(θ_i, θ_v, ψ_i)\)，其中 \(ψ_i\) 是入射和出射方向之间的方位角差。
- 同样地，可以将照度\( dE \) 分解为两个正交分量 \(dE_{p1}\) 和 \(dE_{p2} \)。
4. **亮度计算公式**
- 综合上述分析，亮度 \(L\) 的一般表达式为：\[ L = \frac{dE(θ, ψ)}{\cos θ · dΩ} · f_r(θ, ψ)\]
- 此公式适用于所有情况，但由于照度值和亮度因子必须以解析函数形式表示以便积分，一般情况下很难得到闭合形式的解析解。
- 实际应用中常采用有限元方法等数值计算手段进行近似求解。
5. **结论**
- IESNA Lighting Handbook Part2 深入探讨了照明领域中的高级概念和技术，特别是有关亮度计算和BRDF的应用。
- 对于从事照明设计的专业人员而言，这部分内容提供了必要的理论基础和实用工具，有助于提高设计精度和效率。
通过上述分析，我们可以看到，IESNA Lighting Handbook Part2 不仅涵盖了亮度计算的基础理论，还详细解释了如何利用 BRDF 进行精确计算，这对于理解并解决实际照明问题具有重要意义。
5星
