Simulation of the specular component with the roughness of the reflecting surface

Authors

  • Klass E.V. Central Research Institute of Chemistry and Mechanics, Moscow, Russian Federation
  • Badyuk K.V. Central Research Institute of Chemistry and Mechanics, Moscow, Russian Federation
  • Ulyanov S.A. Central Research Institute of Chemistry and Mechanics, Moscow, Russian Federation
  • Shahovsky V.V. Central Research Institute of Chemistry and Mechanics, Moscow, Russian Federation

UDC

52-17

EDN

RUBBLT

Abstract

The calculation of reflectance from 3D object with rough surface is presented. To simulate brightness the geometric optics is complemented with coherent component of wave optics. The effect of roughness is considered in the simulations.

Keywords:

rough surface, geometric and wave optics, method Monte Carlo

Authors info

  • Elena V. Klass

    д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник Центрального научно-исследовательского Института химии и механики

  • Kseniya V. Badyuk

    младший научный сотрудник Центрального научно-исследовательского Института химии и механики

  • Sergey A. Ulyanov

    заместитель начальника управления Центрального научно-исследовательского Института химии и механики

  • Valentin V. Shahovsky

    канд. техн. наук, заместитель начальника НИЦ нанотехнологий Центрального научно-исследовательского Института химии и механики, доцент кафедры автоматизированных биотехнических системы Московского физико-технического института (Государственного университета)

References

  1. Анфимов Н.А., Копяткевич Р.М. и др. Дистанционная диагностика характеристик и технического состояния КА с помощью телескопов // Тезисы докладов конференции "Околоземная астрономия XXI века", Звенигород, Май, 21-25, 2001 г.
  2. He X.D., Torrance K.E., Sillion F.X., Greenberg D.P. A comprehensive physical model for light reflection // Computer Graphics. In Proceedings of SIGGRAPH-91. July 1991. Vol. 25. Р. 175-186.
  3. Stam J. Diffraction shaders // In Proceedings of SIGGRAPH 99. Aug. 1999. Computer Graphics Proceedings. Annual Conference Series. P. 101-110.
  4. Beckmann P., Spizzichino A. The Scattering of Electromagnetic Waves from Rough Surfaces. Pergamon Press, 1963. 81 p.
  5. Beckmann P. Shadowing of Random Rough Surfaces // IEEE Trans. AP-13. 1965. No. 3. P. 384-388.
  6. Cook R.L., Torrance K.E. A reflectance model for computer graphics // Computer Graphics. August 1981. No. 15(3). P. 307-316.
  7. Maxwell J.R., Beard J., Weiner S., Ladd D., Ladd S. Bidirectional reflectance model validation and utilization. Tech. rep. AFAL-TR-73-303, Environmental Research Institute of Michigan (ERIM). October 1973.
  8. Stryjewski J., Hand D., Tyler D. et all. Microfacet Scattering Model for Pulse Polarization Ranging // 2009 AMOS Technical Conference. Wailea. Maui. Hawaii. September 2009.
  9. Ashikhmin M., Shirley P. An Anisotropic Phong light Reflection Model // Journal of Graphics Tools. Vol. 5. No 2. 2000. P. 25-32.
  10. Holzinger M.J. , Alfriend K.T., Wetterer C.J., Luu K.K., Sabol C., Hamada K., Harms A.Y. Attitude estimation for unresolved agile space objects with shape model uncertainty // 13$^text{th}$ annual Advanced Maui Optical and Space Surveillance (AMOS) Technologies Conference on September 11-14 2012. Maui.
  11. Класс Е.В., Ульянов С.А., Шаховский В.В. Моделирование блеска искусственных объектов на орбите Земли // Вестник СибГАУ. Вып. 6(39) (по материалам международной конференции "Околоземная астрономия-2011"). Красноярск. 2011. C. 142-147.
  12. Hanssen L.M., Prokhorov A.V. A procedural model of reflection from random rough surfaces // Proc. SPIE. Vol. 7065. 7065W. 2008. P. 1-12.
  13. Badyuk K.V., Klass E.V., Shahovski V.V. Monte Carlo simulation of optical reflection from a tree-dimensional rougned model // ICOM-2012. Books of abstracts, Belgrade, Serbia, September 3$^text{rd}$, September 6$^text{rd}$, 2012. Agencija FORMAT, 2012. 182 c.
  14. Класс Е.В., Шаховский В.В., Бадюк К.В., Ульянов С.А. Учет шероховатости при расчете отражения оптического излучения в трехмерном объекте. В печати, принята редакцией Оптического журнала 23.04.2013 г.
  15. Nayar S.K., Ikeuchi K., Kanade T. Surface Reflection: Physical and Geometrical Perspectives // IEEE Transactions on pattern analysis and machine intelligence. Vol. 13. No. 7. July 1991. P. 611-634.
  16. Hall D., Africano J., Archambeault D., Birge B., Witte D., Kervin P. AMOS Observations of NASA's IMAGE Satellite. Proc. AMOS Conference, 2006, Maui, HI.

Downloads

Download data is not yet available.

Issue

Pages

70-75

Section

Article

Dates

Submitted

October 4, 2013

Accepted

November 7, 2013

Published

December 30, 2013

How to Cite

[1]
Klass, E.V., Badyuk, K.V., Ulyanov, S.A., Shahovsky, V.V., Simulation of the specular component with the roughness of the reflecting surface. Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation, 2013, № 4, pp. 70–75.

Similar Articles

1-10 of 1091

You may also start an advanced similarity search for this article.