由物体表面颜色和光源颜色共同决定

物理光学从电磁波传播的理论出发推导光照模型，推导比较复杂，而且一般得不到用分析式子表示的解，但如果光的波长与物体粗糙程度相比很小，则可以用几何光学更简单地推导光照模型。根据各种物体的表面性质，反射光大致可以分为以下两种：1散射光（本体反射光）2镜面反射。这两种散射光的形成机理不同。其中，散射光的颜色与物体表面材料密切关系。而镜面反射与表面的粗糙密度有关。物体表面粗糙度散射光决定了物体本身的颜色信息，当我们观察一个彩色物体表面的时，由于镜面反射与观察的方向有关。因此，反射光所反映的颜色就是我们观察到的物理颜色，但在由于物体表面可能具有曲线性，在一定的角度下，镜面反射光很强。这时，我们就会看到物体表面某点在日光下呈现出白色，即镜面反射光的光谱与入射光一致而与物体本身颜色无光。也可以说，镜面反射主要反映了光源的颜色信息。文献指出，我们可以根据双色反射模型，将物体表面的散射光成份与镜面反射光分解开。但是，这里我们可以注意到：并不是物体表面的所有点都具有明显的镜面反射特征，是否所有物体表面点都可以根据分离出的镜面反射光来确定其光源的颜色信息？

某一点颜色由物体表面颜色和光源颜色共同决定，漫反射反映的物体本身的颜色信息，而镜面反射则主要反映的光源的颜色信息。K.-J. Yoon[74] 提出了一种快速有效地利用单幅图片对镜面反射和漫反射进行分离的方法。此方法假设在同一块颜色区域有相邻的三个漫反射点，运用投票机制来估计漫反射像素点和镜面反射像素点。并且通过比较颜色和强度的变化将颜色边界点排除。此方法不适用于表面纹理复杂的物体。Robby T.[76]也是利用单幅图片对镜面反射进行分离。此方法不需要颜色分割，并且是用于复杂纹理表面的物体。

[74] Yoon Kuk-Jin, Kweon In-So, V oting-based separation of diffuse and specular pixels, Electonics Letters, 2004, 40:1260-1261

[76] Tan R T, Ikeuchi K. Separating reflection components of textured surfaces using a single image. IEEE International Conference on Computer Vision (ICCV), 2003, 870-877.

物体对光的反射有三种形式，理想镜面的全反射，粗糙表面的漫反射，及半光泽表面的吸收反射。

理想的镜面能够反射全部的入射光，但以镜面反射角的方向定向反射（图2-20a）。完全漫反射体朝各个方向反射光的亮度是相等的（图2-20b）。

实际生活中绝大多数彩色物体表面，既不是理想镜面，也不是完全漫反射体,而是居二者之中，称为半光泽表面。这种性质可以用变角光度计测量其表面反射率因数的分布状况，从而得到图2-21所示的分布曲线。图中从测试样中心到曲线的半径距离，表示在该方向上反射率因数的大小；曲线a是一个半圆，表示完全漫反射体的反射率因数分布；曲线b是半光泽表面反射率因数分布，这表示在镜面反射方向有较强的反射能力。