BRDF/BTDF是萊森光學(xué)一款專門測(cè)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(cè)量、精密制導(dǎo)、目標(biāo)仿真, 光學(xué)設(shè)計(jì), VR/VR/MR等領(lǐng)域，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)對(duì)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(cè)試工具。

BRDF/BTDF雙向反射/透射分布函數(shù)光譜測(cè)量?jī)x的測(cè)量平臺(tái)如右圖所示。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備包括照明系統(tǒng)、光譜探測(cè)系統(tǒng)、測(cè)量機(jī)械系統(tǒng)和光譜數(shù)據(jù)軟件處理系統(tǒng)。在測(cè)量過(guò)程中，通過(guò)接口軟件將輻射測(cè)量軟件和測(cè)量機(jī)械系統(tǒng)的控制軟件整合在一起，通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)的整個(gè)測(cè)量過(guò)程，使得實(shí)驗(yàn)操作起來(lái)簡(jiǎn)便、快速、省時(shí)。全自動(dòng)BRDF光譜數(shù)據(jù)采集軟件，實(shí)時(shí)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(tái)與懸臂梁結(jié)合的方式，完成BRDF測(cè)量。其中光源安裝在外懸臂上，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑0.5m，可以實(shí)現(xiàn)1個(gè)自由度旋轉(zhuǎn)，即以懸臂軸為圓點(diǎn)實(shí)現(xiàn)天頂角方向旋轉(zhuǎn)(照明天頂角0°~90°)；探測(cè)器安裝在內(nèi)懸臂上，可以實(shí)現(xiàn)2個(gè)自由度旋轉(zhuǎn)，分別為以懸臂軸為圓點(diǎn)實(shí)現(xiàn)天頂角方向旋轉(zhuǎn)(探測(cè)天頂角0°~90°)，以中心轉(zhuǎn)臺(tái)為軸，實(shí)現(xiàn)方位角方向移動(dòng)(探測(cè)方位角0°~360°)；樣品安裝在底座中心旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，可以實(shí)現(xiàn)1個(gè)自由度旋轉(zhuǎn)(照明方位角0°~360°)。以此通過(guò)對(duì)照明端、探測(cè)端的方位角與天頂角共四個(gè)自由度的控制，實(shí)現(xiàn)BRDF所有條件的測(cè)量。（特別說(shuō)明：因運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受機(jī)械結(jié)構(gòu)限制，懸臂間會(huì)存在遮擋，部分角度下獲得數(shù)據(jù)為無(wú)效數(shù)據(jù)）

測(cè)量原理

根據(jù)雙向反射/透射分布函數(shù)的定義，BRDF測(cè)量方法是分別測(cè)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

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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(cè)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

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