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class="down arrow"></span></p><ul style="" class="vp-sidebar-children"><!--[--><li><p tabindex="0" class="vp-sidebar-item collapsible">数学相关 <span class="right arrow"></span></p><ul style="display:none;" class="vp-sidebar-children"><!--[--><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/math/symbol.html" aria-label="常用数学符号"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->常用数学符号<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/math/group.html" aria-label="群"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->群<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/math/number_theory_1.html" aria-label="数论（一）"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->数论（一）<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/math/number_theory_2.html" aria-label="数论（二）"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->数论（二）<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/math/number_theory_3.html" aria-label="数论（三）"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->数论（三）<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/math/probability.html" aria-label="概率"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->概率<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><!--]--></ul></li><li><p tabindex="0" class="vp-sidebar-item collapsible">密码学 <span class="right arrow"></span></p><ul style="display:none;" class="vp-sidebar-children"><!--[--><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/cryptography/rsa.html" aria-label="RSA"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->RSA<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/cryptography/flip_coin.html" aria-label="抛币协议"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->抛币协议<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/cryptography/mental_poker.html" aria-label="智能扑克协议"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->智能扑克协议<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><!--]--></ul></li><li><p tabindex="0" class="vp-sidebar-item active collapsible">图形学 <span class="down arrow"></span></p><ul style="" class="vp-sidebar-children"><!--[--><li><p tabindex="0" class="vp-sidebar-item collapsible">数学基础 <span class="right arrow"></span></p><ul style="display:none;" class="vp-sidebar-children"><!--[--><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/graphics/math/math_01.html" aria-label="矢量"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->矢量<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/graphics/math/math_02.html" aria-label="矩阵"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->矩阵<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/graphics/math/math_03.html" aria-label="立体角"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->立体角<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/graphics/math/transform_01.html" aria-label="几何变换(一)"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->几何变换(一)<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/graphics/math/transform_02.html" aria-label="几何变换(二)"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->几何变换(二)<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/graphics/math/transform_03.html" aria-label="法线变换"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->法线变换<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/graphics/math/transform_04.html" aria-label="摄像机变换"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->摄像机变换<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><!--]--></ul></li><li><p tabindex="0" class="vp-sidebar-item active collapsible">光照模型 <span class="down arrow"></span></p><ul style="" class="vp-sidebar-children"><!--[--><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/graphics/illumination_model/classic/illumination_model_01.html" aria-label="传统光照模型"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->传统光照模型<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/graphics/illumination_model/luminosity/luminosity.html" aria-label="光度学"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->光度学<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/graphics/illumination_model/BRDF/BRDF.html" aria-label="双向反射分布函数(BRDF)"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->双向反射分布函数(BRDF)<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link route-link-active auto-link vp-sidebar-item active" href="/note/graphics/illumination_model/microfacets/microfacets_1.html" aria-label="微平面理论(一)"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->微平面理论(一)<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><ul style="" class="vp-sidebar-children"><!--[--><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="#_1-概述" aria-label="1. 概述"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->1. 概述<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="#_2-法线分布函数" aria-label="2. 法线分布函数"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->2. 法线分布函数<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><ul style="" class="vp-sidebar-children"><!--[--><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="#_2-1-定义" aria-label="2.1 定义"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->2.1 定义<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="#_2-2-微表面的面积" aria-label="2.2 微表面的面积"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->2.2 微表面的面积<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><!--]--></ul></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="#_3-几何衰减因子" aria-label="3. 几何衰减因子"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->3. 几何衰减因子<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><ul style="" class="vp-sidebar-children"><!--[--><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="#_3-1-定义" aria-label="3.1 定义"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->3.1 定义<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><!--]--></ul></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="#_4-菲涅尔方程" aria-label="4. 菲涅尔方程"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->4. 菲涅尔方程<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><ul style="" class="vp-sidebar-children"><!--[--><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="#_4-1-定义" aria-label="4.1 定义"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->4.1 定义<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><!--]--></ul></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="#_5-cook-torrance模型" aria-label="5.Cook-Torrance模型"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->5.Cook-Torrance模型<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><ul style="" class="vp-sidebar-children"><!--[--><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="#_5-1-定义" aria-label="5.1 定义"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->5.1 定义<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="#_5-2-推导过程" aria-label="5.2 推导过程"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->5.2 推导过程<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><!--]--></ul></li><!--]--></ul></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/graphics/illumination_model/microfacets/microfacets_2.html" aria-label="微平面理论(二)"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->微平面理论(二)<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/graphics/illumination_model/microfacets/microfacets_3.html" aria-label="微平面理论(三)"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->微平面理论(三)<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/graphics/illumination_model/render_function/render_function_1.html" aria-label="光照方程"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->光照方程<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><!--]--></ul></li><li><p tabindex="0" class="vp-sidebar-item collapsible">环境光渲染 <span class="right arrow"></span></p><ul style="display:none;" class="vp-sidebar-children"><!--[--><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/graphics/image_based_lighting/ibl_01.html" aria-label="环境光渲染(一)"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->环境光渲染(一)<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/graphics/image_based_lighting/ibl_02.html" aria-label="环境光渲染(二)"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->环境光渲染(二)<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><!--]--></ul></li><!--]--></ul></li><li><p tabindex="0" class="vp-sidebar-item collapsible">编程语言 <span class="right arrow"></span></p><ul style="display:none;" class="vp-sidebar-children"><!--[--><li><p tabindex="0" class="vp-sidebar-item collapsible">JavaScript <span class="right arrow"></span></p><ul style="display:none;" class="vp-sidebar-children"><!--[--><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/language/javascript/helloworld.html" aria-label="环境搭建"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->环境搭建<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/language/javascript/grammar.html" aria-label="基本语法"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->基本语法<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/language/javascript/function.html" aria-label="函数"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->函数<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><li><a class="route-link auto-link vp-sidebar-item" href="/note/language/javascript/object_and_class.html" aria-label="对象和类"><!--[--><!--[--><!--]--><!--]-->对象和类<!--[--><!--[--><!--]--><!--]--></a><!----></li><!--]--></ul></li><!--]--></ul></li><!--]--></ul></li><!--]--></ul><!--[--><!--]--></aside><!--]--><!--[--><main class="vp-page"><!--[--><!--]--><div vp-content><!--[--><!--]--><div><h1 id="微平面理论-一" tabindex="-1"><a class="header-anchor" href="#微平面理论-一"><span>微平面理论(一)</span></a></h1><hr><h2 id="_1-概述" tabindex="-1"><a class="header-anchor" href="#_1-概述"><span>1. 概述</span></a></h2><p>微表面理论（Microfacet Theory）认为我们看到的表面上的一点是由很多朝向各异且光学平的微小表面组成。当光线从<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position:relative;"><svg style="vertical-align:-0.025ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="0.674ex" height="2.507ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -1097 298 1108" aria-hidden="true"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="TeXAtom" data-mjx-texclass="ORD"><g data-mml-node="mover"><g data-mml-node="mi"><path data-c="1D459" d="M117 59Q117 26 142 26Q179 26 205 131Q211 151 215 152Q217 153 225 153H229Q238 153 241 153T246 151T248 144Q247 138 245 128T234 90T214 43T183 6T137 -11Q101 -11 70 11T38 85Q38 97 39 102L104 360Q167 615 167 623Q167 626 166 628T162 632T157 634T149 635T141 636T132 637T122 637Q112 637 109 637T101 638T95 641T94 647Q94 649 96 661Q101 680 107 682T179 688Q194 689 213 690T243 693T254 694Q266 694 266 686Q266 675 193 386T118 83Q118 81 118 75T117 65V59Z"></path></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(232.3,283) translate(-250 0)"><path data-c="20D7" d="M377 694Q377 702 382 708T397 714Q404 714 409 709Q414 705 419 690Q429 653 460 633Q471 626 471 615Q471 606 468 603T454 594Q411 572 379 531Q377 529 374 525T369 519T364 517T357 516Q350 516 344 521T337 536Q337 555 384 595H213L42 596Q29 605 29 615Q29 622 42 635H401Q377 673 377 694Z"></path></g></g></g></g></g></svg><mjx-assistive-mml unselectable="on" display="inline"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mrow data-mjx-texclass="ORD"><mover><mi>l</mi><mo stretchy="false">→</mo></mover></mrow></math></mjx-assistive-mml></mjx-container>方向照射到这点，而我们在<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position:relative;"><svg style="vertical-align:-0.025ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.097ex" height="1.939ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -846 485 857" aria-hidden="true"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="TeXAtom" data-mjx-texclass="ORD"><g data-mml-node="mover"><g data-mml-node="mi"><path data-c="1D463" d="M173 380Q173 405 154 405Q130 405 104 376T61 287Q60 286 59 284T58 281T56 279T53 278T49 278T41 278H27Q21 284 21 287Q21 294 29 316T53 368T97 419T160 441Q202 441 225 417T249 361Q249 344 246 335Q246 329 231 291T200 202T182 113Q182 86 187 69Q200 26 250 26Q287 26 319 60T369 139T398 222T409 277Q409 300 401 317T383 343T365 361T357 383Q357 405 376 424T417 443Q436 443 451 425T467 367Q467 340 455 284T418 159T347 40T241 -11Q177 -11 139 22Q102 54 102 117Q102 148 110 181T151 298Q173 362 173 380Z"></path></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(270.3,32) translate(-250 0)"><path data-c="20D7" d="M377 694Q377 702 382 708T397 714Q404 714 409 709Q414 705 419 690Q429 653 460 633Q471 626 471 615Q471 606 468 603T454 594Q411 572 379 531Q377 529 374 525T369 519T364 517T357 516Q350 516 344 521T337 536Q337 555 384 595H213L42 596Q29 605 29 615Q29 622 42 635H401Q377 673 377 694Z"></path></g></g></g></g></g></svg><mjx-assistive-mml unselectable="on" display="inline"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mrow data-mjx-texclass="ORD"><mover><mi>v</mi><mo stretchy="false">→</mo></mover></mrow></math></mjx-assistive-mml></mjx-container>方向观察时，由于光学平面只会将光线<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position:relative;"><svg style="vertical-align:-0.025ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="0.674ex" height="2.507ex" 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display="inline"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mrow data-mjx-texclass="ORD"><mover><mi>h</mi><mo stretchy="false">→</mo></mover></mrow></math></mjx-assistive-mml></mjx-container>的微表面才会将光线发射到<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position:relative;"><svg style="vertical-align:-0.025ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.097ex" height="1.939ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -846 485 857" aria-hidden="true"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="TeXAtom" data-mjx-texclass="ORD"><g data-mml-node="mover"><g data-mml-node="mi"><path data-c="1D463" d="M173 380Q173 405 154 405Q130 405 104 376T61 287Q60 286 59 284T58 281T56 279T53 278T49 278T41 278H27Q21 284 21 287Q21 294 29 316T53 368T97 419T160 441Q202 441 225 417T249 361Q249 344 246 335Q246 329 231 291T200 202T182 113Q182 86 187 69Q200 26 250 26Q287 26 319 60T369 139T398 222T409 277Q409 300 401 317T383 343T365 361T357 383Q357 405 376 424T417 443Q436 443 451 425T467 367Q467 340 455 284T418 159T347 40T241 -11Q177 -11 139 22Q102 54 102 117Q102 148 110 181T151 298Q173 362 173 380Z"></path></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(270.3,32) translate(-250 0)"><path data-c="20D7" d="M377 694Q377 702 382 708T397 714Q404 714 409 709Q414 705 419 690Q429 653 460 633Q471 626 471 615Q471 606 468 603T454 594Q411 572 379 531Q377 529 374 525T369 519T364 517T357 516Q350 516 344 521T337 536Q337 555 384 595H213L42 596Q29 605 29 615Q29 622 42 635H401Q377 673 377 694Z"></path></g></g></g></g></g></svg><mjx-assistive-mml unselectable="on" display="inline"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mrow data-mjx-texclass="ORD"><mover><mi>v</mi><mo stretchy="false">→</mo></mover></mrow></math></mjx-assistive-mml></mjx-container>方向，从而被我们看见。</p><figure><img src="/assets/microfacet_1-B65RAyZw.svg" alt="" tabindex="0" loading="lazy"><figcaption></figcaption></figure><h2 id="_2-法线分布函数" tabindex="-1"><a class="header-anchor" href="#_2-法线分布函数"><span>2. 法线分布函数</span></a></h2><h3 id="_2-1-定义" tabindex="-1"><a class="header-anchor" href="#_2-1-定义"><span>2.1 定义</span></a></h3><p>法线分布函数（Normal Distribution Function，简写为NDF）用来描述微表面法线的概率分布，可以这样理解：向NDF输入一个朝向h，NDF会返回法线是<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position:relative;"><svg style="vertical-align:-0.025ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.303ex" height="2.507ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -1097 576 1108" aria-hidden="true"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="TeXAtom" data-mjx-texclass="ORD"><g data-mml-node="mover"><g data-mml-node="mi"><path data-c="210E" d="M137 683Q138 683 209 688T282 694Q294 694 294 685Q294 674 258 534Q220 386 220 383Q220 381 227 388Q288 442 357 442Q411 442 444 415T478 336Q478 285 440 178T402 50Q403 36 407 31T422 26Q450 26 474 56T513 138Q516 149 519 151T535 153Q555 153 555 145Q555 144 551 130Q535 71 500 33Q466 -10 419 -10H414Q367 -10 346 17T325 74Q325 90 361 192T398 345Q398 404 354 404H349Q266 404 205 306L198 293L164 158Q132 28 127 16Q114 -11 83 -11Q69 -11 59 -2T48 16Q48 30 121 320L195 616Q195 629 188 632T149 637H128Q122 643 122 645T124 664Q129 683 137 683Z"></path></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(260.2,283) translate(-250 0)"><path data-c="20D7" d="M377 694Q377 702 382 708T397 714Q404 714 409 709Q414 705 419 690Q429 653 460 633Q471 626 471 615Q471 606 468 603T454 594Q411 572 379 531Q377 529 374 525T369 519T364 517T357 516Q350 516 344 521T337 536Q337 555 384 595H213L42 596Q29 605 29 615Q29 622 42 635H401Q377 673 377 694Z"></path></g></g></g></g></g></svg><mjx-assistive-mml unselectable="on" display="inline"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mrow data-mjx-texclass="ORD"><mover><mi>h</mi><mo stretchy="false">→</mo></mover></mrow></math></mjx-assistive-mml></mjx-container>的微表面数占微表面总数的比例，需要注意的是<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position:relative;"><svg style="vertical-align:-0.566ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="4.937ex" height="2.262ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -750 2182 1000" aria-hidden="true"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><path data-c="1D437" d="M287 628Q287 635 230 637Q207 637 200 638T193 647Q193 655 197 667T204 682Q206 683 403 683Q570 682 590 682T630 676Q702 659 752 597T803 431Q803 275 696 151T444 3L430 1L236 0H125H72Q48 0 41 2T33 11Q33 13 36 25Q40 41 44 43T67 46Q94 46 127 49Q141 52 146 61Q149 65 218 339T287 628ZM703 469Q703 507 692 537T666 584T629 613T590 629T555 636Q553 636 541 636T512 636T479 637H436Q392 637 386 627Q384 623 313 339T242 52Q242 48 253 48T330 47Q335 47 349 47T373 46Q499 46 581 128Q617 164 640 212T683 339T703 469Z"></path></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(828,0)"><path data-c="28" d="M94 250Q94 319 104 381T127 488T164 576T202 643T244 695T277 729T302 750H315H319Q333 750 333 741Q333 738 316 720T275 667T226 581T184 443T167 250T184 58T225 -81T274 -167T316 -220T333 -241Q333 -250 318 -250H315H302L274 -226Q180 -141 137 -14T94 250Z"></path></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1217,0)"><path data-c="210E" d="M137 683Q138 683 209 688T282 694Q294 694 294 685Q294 674 258 534Q220 386 220 383Q220 381 227 388Q288 442 357 442Q411 442 444 415T478 336Q478 285 440 178T402 50Q403 36 407 31T422 26Q450 26 474 56T513 138Q516 149 519 151T535 153Q555 153 555 145Q555 144 551 130Q535 71 500 33Q466 -10 419 -10H414Q367 -10 346 17T325 74Q325 90 361 192T398 345Q398 404 354 404H349Q266 404 205 306L198 293L164 158Q132 28 127 16Q114 -11 83 -11Q69 -11 59 -2T48 16Q48 30 121 320L195 616Q195 629 188 632T149 637H128Q122 643 122 645T124 664Q129 683 137 683Z"></path></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(1793,0)"><path data-c="29" d="M60 749L64 750Q69 750 74 750H86L114 726Q208 641 251 514T294 250Q294 182 284 119T261 12T224 -76T186 -143T145 -194T113 -227T90 -246Q87 -249 86 -250H74Q66 -250 63 -250T58 -247T55 -238Q56 -237 66 -225Q221 -64 221 250T66 725Q56 737 55 738Q55 746 60 749Z"></path></g></g></g></svg><mjx-assistive-mml unselectable="on" display="inline"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>D</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>h</mi><mo stretchy="false">)</mo></math></mjx-assistive-mml></mjx-container>是描述微表面<strong>数量</strong>的概率分布函数</p><h3 id="_2-2-微表面的面积" tabindex="-1"><a class="header-anchor" href="#_2-2-微表面的面积"><span>2.2 微表面的面积</span></a></h3><p>设一个小平面，面积为<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position:relative;"><svg style="vertical-align:-0.023ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="2.873ex" height="1.643ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -716 1270 726" aria-hidden="true"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><path data-c="1D451" d="M366 683Q367 683 438 688T511 694Q523 694 523 686Q523 679 450 384T375 83T374 68Q374 26 402 26Q411 27 422 35Q443 55 463 131Q469 151 473 152Q475 153 483 153H487H491Q506 153 506 145Q506 140 503 129Q490 79 473 48T445 8T417 -8Q409 -10 393 -10Q359 -10 336 5T306 36L300 51Q299 52 296 50Q294 48 292 46Q233 -10 172 -10Q117 -10 75 30T33 157Q33 205 53 255T101 341Q148 398 195 420T280 442Q336 442 364 400Q369 394 369 396Q370 400 396 505T424 616Q424 629 417 632T378 637H357Q351 643 351 645T353 664Q358 683 366 683ZM352 326Q329 405 277 405Q242 405 210 374T160 293Q131 214 119 129Q119 126 119 118T118 106Q118 61 136 44T179 26Q233 26 290 98L298 109L352 326Z"></path></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(520,0)"><path data-c="1D434" d="M208 74Q208 50 254 46Q272 46 272 35Q272 34 270 22Q267 8 264 4T251 0Q249 0 239 0T205 1T141 2Q70 2 50 0H42Q35 7 35 11Q37 38 48 46H62Q132 49 164 96Q170 102 345 401T523 704Q530 716 547 716H555H572Q578 707 578 706L606 383Q634 60 636 57Q641 46 701 46Q726 46 726 36Q726 34 723 22Q720 7 718 4T704 0Q701 0 690 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388Q288 442 357 442Q411 442 444 415T478 336Q478 285 440 178T402 50Q403 36 407 31T422 26Q450 26 474 56T513 138Q516 149 519 151T535 153Q555 153 555 145Q555 144 551 130Q535 71 500 33Q466 -10 419 -10H414Q367 -10 346 17T325 74Q325 90 361 192T398 345Q398 404 354 404H349Q266 404 205 306L198 293L164 158Q132 28 127 16Q114 -11 83 -11Q69 -11 59 -2T48 16Q48 30 121 320L195 616Q195 629 188 632T149 637H128Q122 643 122 645T124 664Q129 683 137 683Z"></path></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(260.2,283) translate(-250 0)"><path data-c="20D7" d="M377 694Q377 702 382 708T397 714Q404 714 409 709Q414 705 419 690Q429 653 460 633Q471 626 471 615Q471 606 468 603T454 594Q411 572 379 531Q377 529 374 525T369 519T364 517T357 516Q350 516 344 521T337 536Q337 555 384 595H213L42 596Q29 605 29 615Q29 622 42 635H401Q377 673 377 694Z"></path></g></g></g></g></g></svg><mjx-assistive-mml unselectable="on" display="inline"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mrow data-mjx-texclass="ORD"><mover><mi>h</mi><mo stretchy="false">→</mo></mover></mrow></math></mjx-assistive-mml></mjx-container>的微表面的概率为<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position:relative;"><svg style="vertical-align:-0.566ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="4.937ex" height="2.262ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -750 2182 1000" aria-hidden="true"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><path data-c="1D437" d="M287 628Q287 635 230 637Q207 637 200 638T193 647Q193 655 197 667T204 682Q206 683 403 683Q570 682 590 682T630 676Q702 659 752 597T803 431Q803 275 696 151T444 3L430 1L236 0H125H72Q48 0 41 2T33 11Q33 13 36 25Q40 41 44 43T67 46Q94 46 127 49Q141 52 146 61Q149 65 218 339T287 628ZM703 469Q703 507 692 537T666 584T629 613T590 629T555 636Q553 636 541 636T512 636T479 637H436Q392 637 386 627Q384 623 313 339T242 52Q242 48 253 48T330 47Q335 47 349 47T373 46Q499 46 581 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data-mml-node="mo" transform="translate(1793,0)"><path data-c="29" d="M60 749L64 750Q69 750 74 750H86L114 726Q208 641 251 514T294 250Q294 182 284 119T261 12T224 -76T186 -143T145 -194T113 -227T90 -246Q87 -249 86 -250H74Q66 -250 63 -250T58 -247T55 -238Q56 -237 66 -225Q221 -64 221 250T66 725Q56 737 55 738Q55 746 60 749Z"></path></g></g></g></svg><mjx-assistive-mml unselectable="on" display="inline"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>D</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>h</mi><mo stretchy="false">)</mo></math></mjx-assistive-mml></mjx-container>，这些微表面的面积总和为<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position:relative;"><svg style="vertical-align:-0.566ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="7.81ex" height="2.262ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -750 3452 1000" aria-hidden="true"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><path data-c="1D437" d="M287 628Q287 635 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Shadowing和Masking效应用几何衰减因子(Geometrical Attenuation Factor)来表示，用<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position:relative;"><svg style="vertical-align:-0.566ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="6.316ex" height="2.262ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -750 2791.7 1000" aria-hidden="true"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><path data-c="1D43A" d="M50 252Q50 367 117 473T286 641T490 704Q580 704 633 653Q642 643 648 636T656 626L657 623Q660 623 684 649Q691 655 699 663T715 679T725 690L740 705H746Q760 705 760 698Q760 694 728 561Q692 422 692 421Q690 416 687 415T669 413H653Q647 419 647 422Q647 423 648 429T650 449T651 481Q651 552 619 605T510 659Q492 659 471 656T418 643T357 615T294 567T236 496T189 394T158 260Q156 242 156 221Q156 173 170 136T206 79T256 45T308 28T353 24Q407 24 452 47T514 106Q517 114 529 161T541 214Q541 222 528 224T468 227H431Q425 233 425 235T427 254Q431 267 437 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定义</span></a></h3><p>光学平面会将一部分光线反射，一部分光线折射，其中反射光线的比例用菲尼尔方程(Fresnel Equations)计算，用<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position:relative;"><svg style="vertical-align:-0.566ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="9.124ex" height="2.48ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -846 4032.9 1096" aria-hidden="true"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><path data-c="1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 475 567 470Q567 467 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stretchy="false">)</mo></math></mjx-assistive-mml></mjx-container>表示，因为菲尼尔函数一般只和光线和法线之间的夹角相关，有时候也会用<mjx-container class="MathJax" jax="SVG" style="position:relative;"><svg style="vertical-align:-0.566ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="9.753ex" height="2.48ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -846 4310.7 1096" aria-hidden="true"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><path data-c="1D439" d="M48 1Q31 1 31 11Q31 13 34 25Q38 41 42 43T65 46Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q146 66 215 342T285 622Q285 629 281 629Q273 632 228 634H197Q191 640 191 642T193 659Q197 676 203 680H742Q749 676 749 669Q749 664 736 557T722 447Q720 440 702 440H690Q683 445 683 453Q683 454 686 477T689 530Q689 560 682 579T663 610T626 626T575 633T503 634H480Q398 633 393 631Q388 629 386 623Q385 622 352 492L320 363H375Q378 363 398 363T426 364T448 367T472 374T489 386Q502 398 511 419T524 457T529 475Q532 480 548 480H560Q567 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href="#_5-cook-torrance模型"><span>5.Cook-Torrance模型</span></a></h2><h3 id="_5-1-定义" tabindex="-1"><a class="header-anchor" href="#_5-1-定义"><span>5.1 定义</span></a></h3><p>Cook-Torrance模型用来描述反射平面的的BRDF模型中的高光(Specular)部分，公式为</p><mjx-container class="MathJax" jax="SVG" display="true" style="position:relative;"><svg style="vertical-align:-2.389ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="36.878ex" height="5.91ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -1556 16299.9 2612" aria-hidden="true"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><path data-c="1D453" d="M118 -162Q120 -162 124 -164T135 -167T147 -168Q160 -168 171 -155T187 -126Q197 -99 221 27T267 267T289 382V385H242Q195 385 192 387Q188 390 188 397L195 425Q197 430 203 430T250 431Q298 431 298 432Q298 434 307 482T319 540Q356 705 465 705Q502 703 526 683T550 630Q550 594 529 578T487 561Q443 561 443 603Q443 622 454 636T478 657L487 662Q471 668 457 668Q445 668 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data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><path data-c="1D451" d="M366 683Q367 683 438 688T511 694Q523 694 523 686Q523 679 450 384T375 83T374 68Q374 26 402 26Q411 27 422 35Q443 55 463 131Q469 151 473 152Q475 153 483 153H487H491Q506 153 506 145Q506 140 503 129Q490 79 473 48T445 8T417 -8Q409 -10 393 -10Q359 -10 336 5T306 36L300 51Q299 52 296 50Q294 48 292 46Q233 -10 172 -10Q117 -10 75 30T33 157Q33 205 53 255T101 341Q148 398 195 420T280 442Q336 442 364 400Q369 394 369 396Q370 400 396 505T424 616Q424 629 417 632T378 637H357Q351 643 351 645T353 664Q358 683 366 683ZM352 326Q329 405 277 405Q242 405 210 374T160 293Q131 214 119 129Q119 126 119 118T118 106Q118 61 136 44T179 26Q233 26 290 98L298 109L352 326Z"></path></g><g data-mml-node="msub" transform="translate(520,0)"><g data-mml-node="mi"><path data-c="1D714" d="M495 384Q495 406 514 424T555 443Q574 443 589 425T604 364Q604 334 592 278T555 155T483 38T377 -11Q297 -11 267 66Q266 68 260 61Q201 -11 125 -11Q15 -11 15 139Q15 230 56 325T123 434Q135 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style="vertical-align:-0.357ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="3.693ex" height="1.927ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -694 1632.3 851.8" aria-hidden="true"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><path data-c="1D451" d="M366 683Q367 683 438 688T511 694Q523 694 523 686Q523 679 450 384T375 83T374 68Q374 26 402 26Q411 27 422 35Q443 55 463 131Q469 151 473 152Q475 153 483 153H487H491Q506 153 506 145Q506 140 503 129Q490 79 473 48T445 8T417 -8Q409 -10 393 -10Q359 -10 336 5T306 36L300 51Q299 52 296 50Q294 48 292 46Q233 -10 172 -10Q117 -10 75 30T33 157Q33 205 53 255T101 341Q148 398 195 420T280 442Q336 442 364 400Q369 394 369 396Q370 400 396 505T424 616Q424 629 417 632T378 637H357Q351 643 351 645T353 664Q358 683 366 683ZM352 326Q329 405 277 405Q242 405 210 374T160 293Q131 214 119 129Q119 126 119 118T118 106Q118 61 136 44T179 26Q233 26 290 98L298 109L352 326Z"></path></g><g data-mml-node="msub" transform="translate(520,0)"><g data-mml-node="mi"><path data-c="1D714" d="M495 384Q495 406 514 424T555 443Q574 443 589 425T604 364Q604 334 592 278T555 155T483 38T377 -11Q297 -11 267 66Q266 68 260 61Q201 -11 125 -11Q15 -11 15 139Q15 230 56 325T123 434Q135 441 147 436Q160 429 160 418Q160 406 140 379T94 306T62 208Q61 202 61 187Q61 124 85 100T143 76Q201 76 245 129L253 137V156Q258 297 317 297Q348 297 348 261Q348 243 338 213T318 158L308 135Q309 133 310 129T318 115T334 97T358 83T393 76Q456 76 501 148T546 274Q546 305 533 325T508 357T495 384Z"></path></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(655,-150) scale(0.707)"><path data-c="210E" d="M137 683Q138 683 209 688T282 694Q294 694 294 685Q294 674 258 534Q220 386 220 383Q220 381 227 388Q288 442 357 442Q411 442 444 415T478 336Q478 285 440 178T402 50Q403 36 407 31T422 26Q450 26 474 56T513 138Q516 149 519 151T535 153Q555 153 555 145Q555 144 551 130Q535 71 500 33Q466 -10 419 -10H414Q367 -10 346 17T325 74Q325 90 361 192T398 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fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="msub"><g data-mml-node="TeXAtom" data-mjx-texclass="ORD"><g data-mml-node="mover"><g data-mml-node="mi"><path data-c="1D714" d="M495 384Q495 406 514 424T555 443Q574 443 589 425T604 364Q604 334 592 278T555 155T483 38T377 -11Q297 -11 267 66Q266 68 260 61Q201 -11 125 -11Q15 -11 15 139Q15 230 56 325T123 434Q135 441 147 436Q160 429 160 418Q160 406 140 379T94 306T62 208Q61 202 61 187Q61 124 85 100T143 76Q201 76 245 129L253 137V156Q258 297 317 297Q348 297 348 261Q348 243 338 213T318 158L308 135Q309 133 310 129T318 115T334 97T358 83T393 76Q456 76 501 148T546 274Q546 305 533 325T508 357T495 384Z"></path></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(311,32) translate(-250 0)"><path data-c="20D7" d="M377 694Q377 702 382 708T397 714Q404 714 409 709Q414 705 419 690Q429 653 460 633Q471 626 471 615Q471 606 468 603T454 594Q411 572 379 531Q377 529 374 525T369 519T364 517T357 516Q350 516 344 521T337 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