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

Authors

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

UDC

52-17

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

Author Infos

Elena V. Klass

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

e-mail: elenaklass@yndex.ru

Kseniya V. Badyuk

младший научный сотрудник Центрального научно-исследовательского Института химии и механики

e-mail: kbaduk@mail.ru

Sergey A. Ulyanov

заместитель начальника управления Центрального научно-исследовательского Института химии и механики

e-mail: ulyanov_sergey@gmail.com

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)

e-mail: shah_289@mail.ru

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

Issue

2013. No. 4. Part 2

Pages

70-75

Submitted

2013-10-04

Published

2013-12-30

How to Cite

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, no. 4, pp. 70-75. (In Russian)

Copyright (c) 2013 Klass E.V., Badyuk K.V., Ulyanov S.A., Shahovsky V.V.

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.