BRDF/BTDF是萊森光學(xué)一款專門測量光學(xué)材料表面的雙向反射/透射分布函數(shù)和光學(xué)材料各向同性材料研究，該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于航天遙感、地質(zhì)測量、精密制導(dǎo)、目標(biāo)仿真, 光學(xué)設(shè)計, VR/VR/MR等領(lǐng)域，同時可實現(xiàn)對玻璃、金屬、塑料、紙張、紡織品、油漆、涂層、光學(xué)膜材料等諸多材料的表面光學(xué)特性的定量分析，是研究物質(zhì)、材料的基礎(chǔ)物理特性非常重要的光學(xué)測試工具。

BRDF/BTDF雙向反射/透射分布函數(shù)光譜測量儀的測量平臺如右圖所示。整個系統(tǒng)設(shè)備包括照明系統(tǒng)、光譜探測系統(tǒng)、測量機(jī)械系統(tǒng)和光譜數(shù)據(jù)軟件處理系統(tǒng)。在測量過程中，通過接口軟件將輻射測量軟件和測量機(jī)械系統(tǒng)的控制軟件整合在一起，通過計算機(jī)自動控制實驗的整個測量過程，使得實驗操作起來簡便、快速、省時。全自動BRDF光譜數(shù)據(jù)采集軟件，實時進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并輸出結(jié)果。

萊森光學(xué)BRDF光譜系統(tǒng)采用高精度旋轉(zhuǎn)位移臺與懸臂梁結(jié)合的方式，完成BRDF測量。其中光源安裝在外懸臂上，轉(zhuǎn)動半徑0.5m，可以實現(xiàn)1個自由度旋轉(zhuǎn)，即以懸臂軸為圓點實現(xiàn)天頂角方向旋轉(zhuǎn)(照明天頂角0°~90°)；探測器安裝在內(nèi)懸臂上，可以實現(xiàn)2個自由度旋轉(zhuǎn)，分別為以懸臂軸為圓點實現(xiàn)天頂角方向旋轉(zhuǎn)(探測天頂角0°~90°)，以中心轉(zhuǎn)臺為軸，實現(xiàn)方位角方向移動(探測方位角0°~360°)；樣品安裝在底座中心旋轉(zhuǎn)臺上，可以實現(xiàn)1個自由度旋轉(zhuǎn)(照明方位角0°~360°)。以此通過對照明端、探測端的方位角與天頂角共四個自由度的控制，實現(xiàn)BRDF所有條件的測量。（特別說明：因運動過程中，受機(jī)械結(jié)構(gòu)限制，懸臂間會存在遮擋，部分角度下獲得數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù)）

測量原理

根據(jù)雙向反射/透射分布函數(shù)的定義，BRDF測量方法是分別測出入射光譜輻照度和反射/透射光譜輻亮度，兩者之比即為BRDF/BTDF。

雙向反射分布函數(shù)定義

畫板 6.png

雙向透射分布函數(shù)定義

雙向透射分布函數(shù)(Bidirectional Transmittance Distribution Function)表示了不同入射角條件下物體表面在任意觀測角的透射特性，如圖2所示。雙向透射分布函數(shù)是光輻射的透射輻亮度和入射輻照度的比值。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為

畫板 2.png