表皮散乱モデル（ひょうひさんらんもでる）
最終更新：2026/4/23
表皮散乱モデルは、光が物質の表面でどのように散乱されるかを記述する物理モデルである。
別名・同義語 BRDFBidirectional Reflectance Distribution Function
ポイント
このモデルは、コンピューターグラフィックスにおけるリアルな質感表現や、リモートセンシングにおける大気補正などに利用される。
表皮散乱モデルとは
表皮散乱モデルは、光が物質の表面に入射した際に、表面の微細な凹凸や組成の違いによって散乱される現象を数学的に表現するモデルの総称である。この散乱現象は、物質の視覚的な特性（色、光沢、質感など）を決定する重要な要素であり、様々な分野で応用されている。
散乱のメカニズム
光が表面に入射すると、以下の3つの主要な散乱メカニズムが働く。
- 反射: 入射角と反射角が等しい、鏡面のような反射。
- 透過: 光が物質を透過する現象。
- 散乱: 入射角と反射角が異なる、拡散的な反射。
表皮散乱モデルは、特にこの散乱のメカニズムを詳細に記述する。
代表的な表皮散乱モデル
様々な表皮散乱モデルが提案されているが、代表的なものとしては以下のものが挙げられる。
- Lambertian反射: 表面が完全に拡散的に光を反射する理想的なモデル。どの方向から見ても同じ明るさに見える。
- Phong反射: 鏡面反射成分と拡散反射成分を組み合わせたモデル。よりリアルな質感表現が可能。
- Blinn-Phong反射: Phong反射の改良版。計算効率が向上。
- Cook-Torrance BRDF: 微細な面の傾き分布を考慮した、より物理的に正確なモデル。
応用分野
表皮散乱モデルは、以下の分野で広く応用されている。