光作为一种横向电磁波。可见光波长只占整个光谱的极小一段。图片来自 Naty Hoffman笔记。

辐射度量学和光度学中与实时渲染相关的重要物理概念。

辐射度量学和光度学相似物理量的比较。

由于传播媒介的折射率和吸光性各不相同，光与物质相互作用一般有三种不同类型：透射，吸收和散射。当折射率（IoR）连续缓慢变化时，光发生弯曲；而当其在相对于波长而言的短距离内发生突然变化时，光发生散射。图片来自 Naty Hoffman笔记。

立体角（单位：球面度）是角度（单位：弧度）往三维的拓展，也是辐射度量学和光度学中的重要物理量。右上图显示了微分立体角的推导及公式。

光照表面某处的局部坐标系由法向量，切向量以及副切向量构成。光照方向和观察方向将分别作为输入和输出方向，在反射方程和双向反射分布函数中出现。

反射方程 对所有入射方向上的输入光辐射率在整个局部正法相半球表面进行积分，从而得到光照表面某处指定观察方向上能接收到的输出辐射率大小（可见到多少光）。积分式子中的BRDF函数通过对菲涅尔反射，几何因子和法向量分布的计算而求出最终的光照观察结果。BRDF中的每一个字都有其物理涵义：

• 双向：该函数为（光源方向和观察方向）两个向量的函数
• 反射：光从入射方向是通过反射被观察到
• 分布：描述了对于给定方向上入射光反射后辐射能在整个局部半球面上的分布状态，亦即所有出射方向上观察到的辐射能分布状态（总出射辐射能不会大于总入射辐射能，遵守了能量守恒定律
• 函数：是一系列方向和角度的数学函数

BRDF物理含义双重解释

• 对于指定入射方向（从光源方向来）的光，BRDF给出所有出射方向上引起的光分布状态
• 对于指定出射方向（往观察方向去）的光，BRDF给出所有入射方向上需要的光分布状态