「ディフューズ・ライティング」を編集中

'''ディフューズ・ライティング'''（[[英語]]：diffuse light、拡散光）とは、3DCGにおいてモデルの表面に当たった光が均一に反射拡散するものとして計算する[[アルゴリズム]]である。

いわゆる「ライティング」におけるもっとも単純な実装であり、[[プログラミングシェーダー]]界隈の[[ハローワールド]]である。

== 概要 ==
ある点（[[頂点]]や[[ピクセル]]）は「光源への方向（ｓ）」と「[[法線]]（ｎ）」という２つの[[ベクトル]]を持つとする。
光源の方向は光源とモデルの位置から計算し、法線はあらかめ持つものとし、この２つのベクトルは[[ベクトルの正規化|正規化]]されたものとする。

[[file: ディフューズ・ライティング.png|none]]

このとき拡散反射する光の強さは「方向」と「法線」の角度の[[コサイン]]に比例する。法線と同一方向（角度ゼロ度）の場合は最大値に、法線に垂直の場合はゼロになる。真上から当たれば強く、真横から当たれば弱いというのは小学生でも感覚的にわかるだろう。

角度のコサインは2つの[[ベクトル]]の[[内積]]に比例する。つまり拡散反射する光の強さは「ｓとｎの内積の積」として表現できるので、いちいち自前でコサインを計算せずとも[[プログラマブルシェーダー]]によくあるdot関数に２つのベクトルを突っ込んでやればよい。数値を0-1に丸め込むsaturate関数を呼んでいるのはマイナス値（裏面）の場合はゼロとするためである。

<source lang="hlsl">
    float3 intensity = saturate( dot( s, n ) );
</source>

もう少しまともに計算するときは減衰（ディフューズ係数）を掛け合わせる。

== 関連項目 ==
* [[プログラマブルシェーダー]]
* [[フォン反射モデル]]
** [[ディフューズ・ライティング]]
** [[アンビエント・ライティング]]
** [[スペキュラー・ライティング]]

[[category: 3DCG]]
[[category: HLSL]]