偏振性Mueller BRDF的高效建模
摘要：室内环境中的光与物质的相互作用显著使偏振失真。然而，相对较小的偏振属性是有信息含量的。为利用这些信息，我们需要寻找常见室内材料的偏振-BRDF（pBRDF）模型。菲涅尔反射和漫反射部分偏振是pBRDF模型中常见的术语，但每个术语的相对贡献是高度取决于材料的，并且基于散射几何和反射率而改变的。一个高效的pBRDF模型应该用尽可能少的参数来描述这些依赖关系，同时保持物理意义和任务相关的信息。本研究将三重简并（TD）-Mueller矩阵（MM）模型与3D打印对象的测量结果进行了比较。在这个TD-MM模型中，辐射、偏振和偏振度属性被解耦以减少参数数量。偏振度通过一个几何依赖的参数进行量化，四个几何独立的材料常数描述了偏振特性，而我们的TD-MM模型被归一化为单位辐射度，以使BRDF解耦。为了测试TD-MM模型的应用，假设了材料常数，并从线性Stokes图像中估计了红色3D打印球体的几何依赖偏振度参数。偏振度参数的几何平均误差在662 nm（高反射率）处为4.2％，在451 nm（低反射率）处为11.7％。由于误差与反射率和偏振度成反比，所以将TD-MM模型称为适用于以偏振度为主的材料。TD-MM模型的鲁棒性还通过将真实的Mueller图像与在任意偏振照明下的红色3D打印斯坦福兔的外推进行比较进行了测试。
作者：Quinn Jarecki and Meredith Kupinski
论文ID：2307.11976
分类：Optics
分类简称：physics.optics
提交时间：2023-07-25