การสะท้อนแบบกระจายคือการสะท้อนแสงหรือคลื่นหรืออนุภาคอื่นๆจากพื้นผิวโดยที่รังสีที่ตกกระทบพื้นผิวจะกระจายออกไปหลายมุมแทนที่จะกระจายออกไปเพียงมุมเดียวเหมือนในกรณีของการสะท้อนแบบกระจกเงา พื้นผิว สะท้อน แบบกระจายใน อุดมคติเรียกว่ามีการสะท้อนแบบแลมเบอร์เชียนซึ่งหมายความว่าความสว่าง จะเท่ากัน เมื่อมองจากทุกทิศทางในครึ่งพื้นที่ที่อยู่ติดกับพื้นผิว

พื้นผิวที่สร้างจากผงที่ไม่ดูดซับแสง เช่นปูนปลาสเตอร์หรือจากเส้นใย เช่น กระดาษ หรือจาก วัสดุ ผลึกหลายเหลี่ยมเช่นหินอ่อนสี ขาว จะสะท้อนแสงแบบกระจายได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง วัสดุทั่วไปหลายชนิดแสดงคุณสมบัติการสะท้อนทั้งแบบเงาและแบบกระจายผสมกัน

การมองเห็นวัตถุต่างๆ นอกเหนือจากวัตถุที่เปล่งแสงนั้น เกิดจากการสะท้อนแสงแบบกระจายเป็นหลัก กล่าวคือ แสงที่กระจัดกระจายอย่างทั่วถึงนี้เองที่ก่อให้เกิดภาพของวัตถุในสายตาของผู้สังเกตการณ์ ครอบคลุมมุมมองที่หลากหลายของผู้สังเกตการณ์เมื่อเทียบกับวัตถุ

โดยทั่วไปแล้ว การสะท้อนแบบกระจายจากของแข็งไม่ได้เกิดจากความหยาบของพื้นผิว พื้นผิวเรียบนั้นจำเป็นต่อการสะท้อนแบบสเปคิวลาร์ แต่ไม่ได้ป้องกันการสะท้อนแบบกระจาย หินอ่อนสีขาวที่ขัดเงาอย่างดีก็ยังคงเป็นสีขาวอยู่ การขัดเงามากแค่ไหนก็ไม่ทำให้มันกลายเป็นกระจก การขัดเงาทำให้เกิดการสะท้อนแบบสเปคิวลาร์บ้าง แต่แสงที่เหลือยังคงสะท้อนแบบกระจายอยู่ดี

กลไกทั่วไปที่สุดที่พื้นผิวให้การสะท้อนแบบกระจายไม่ได้เกี่ยวข้องกับ^พื้น ผิว โดยตรง : แสงส่วนใหญ่มาจากศูนย์กลางการกระเจิงที่อยู่ใต้พื้นผิว [ ^{2 ] [ 3 ]}ดังแสดงในรูปที่ 1 หากเราจินตนาการว่ารูปนี้แทนหิมะ และรูปหลายเหลี่ยมคือผลึกน้ำแข็ง (โปร่งใส) รังสีที่ตกกระทบจะถูกสะท้อนบางส่วน (ไม่กี่เปอร์เซ็นต์) โดยอนุภาคแรก เข้าไปในอนุภาคนั้น สะท้อนอีกครั้งโดยส่วนต่อประสานกับอนุภาคที่สอง เข้าไปในอนุภาคนั้น ตกกระทบอนุภาคที่สาม และต่อไปเรื่อยๆ ทำให้เกิดรังสีที่กระเจิง "ปฐมภูมิ" จำนวนมากในทิศทางสุ่ม ซึ่งในทางกลับกัน ผ่านกลไกเดียวกันนี้ จะสร้างรังสีที่กระเจิง "ทุติยภูมิ" จำนวนมาก ซึ่งจะสร้างรังสี "ตติยภูมิ" และต่อไปเรื่อยๆ^{[ 4 ]}รังสีทั้งหมดเหล่านี้เดินทางผ่านผลึกหิมะซึ่งไม่ดูดซับแสง จนกระทั่งถึงพื้นผิวและออกไปในทิศทางสุ่ม^{[ 5 ]}ผลก็คือแสงที่ส่งออกไปจะสะท้อนกลับมาในทุกทิศทาง ทำให้หิมะมีสีขาวทั้งๆ ที่ทำจากวัสดุโปร่งใส (ผลึกน้ำแข็ง)

เพื่อความง่าย ในที่นี้จะกล่าวถึง "การสะท้อน" แต่โดยทั่วไปแล้ว พื้นผิวรอยต่อระหว่างอนุภาคขนาดเล็กที่ประกอบขึ้นเป็นวัสดุหลายชนิดนั้นไม่สม่ำเสมอในระดับที่เทียบได้กับความยาวคลื่นของแสง ดังนั้นจึงเกิดแสงกระจายที่แต่ละรอยต่อ แทนที่จะเป็นรังสีสะท้อนเพียงเส้นเดียว แต่เรื่องราวก็สามารถเล่าได้ในลักษณะเดียวกัน

กลไกนี้เป็นกลไกทั่วไปมาก เพราะวัสดุทั่วไปเกือบทั้งหมดทำมาจาก "สิ่งเล็กๆ" ที่ยึดติดกัน วัสดุแร่โดยทั่วไปเป็นผลึกหลายเหลี่ยม : สามารถอธิบายได้ว่ามันทำมาจากโมเสกสามมิติของผลึกขนาดเล็กที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอและมีข้อบกพร่อง วัสดุอินทรีย์มักประกอบด้วยเส้นใยหรือเซลล์ที่มีเยื่อหุ้มและโครงสร้างภายในที่ซับซ้อน และแต่ละส่วนต่อประสาน ความไม่สม่ำเสมอ หรือความไม่สมบูรณ์สามารถเบี่ยงเบน สะท้อน หรือกระจายแสง ทำให้เกิดกลไกข้างต้นขึ้น

วัสดุเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่ไม่ก่อให้เกิดการสะท้อนแสงแบบกระจาย ได้แก่ โลหะซึ่งไม่ยอมให้แสงผ่านเข้าไป ก๊าซ ของเหลว แก้ว และพลาสติกโปร่งใส (ซึ่งมี โครงสร้างจุลภาค แบบอสัณฐาน คล้ายของเหลว ) ผลึกเดี่ยวเช่น อัญมณีบางชนิดหรือผลึกเกลือ และวัสดุพิเศษบางชนิด เช่น เนื้อเยื่อที่ประกอบเป็นกระจกตาและเลนส์ตา วัสดุเหล่านี้สามารถสะท้อนแสงแบบกระจายได้ หากพื้นผิวของวัสดุนั้นขรุขระในระดับจุลภาค เช่น ในกระจกฝ้า (ภาพที่ 2) หรือหากโครงสร้างที่เป็นเนื้อเดียวกันของวัสดุนั้นเสื่อมสภาพลง เช่น ในต้อกระจกของเลนส์ตา

พื้นผิวอาจแสดงทั้งการสะท้อนแบบกระจกเงาและการสะท้อนแบบกระจายได้ เช่นเดียวกับสีเคลือบเงา ที่ใช้ในการทาสีบ้าน ซึ่งจะมีการสะท้อนแบบกระจกเงาอยู่บ้าง ในขณะที่ สี ด้านจะมีการสะท้อนแบบกระจายเกือบทั้งหมด

วัสดุส่วนใหญ่สามารถสะท้อนแสงแบบสเปคิวลาร์ได้บ้าง หากพื้นผิวสามารถขัดเงาเพื่อกำจัดความไม่เรียบที่มีขนาดเทียบเท่ากับความยาวคลื่นแสง (เศษส่วนของไมโครเมตร) ขึ้นอยู่กับวัสดุและความหยาบของพื้นผิว การสะท้อนอาจเป็นแบบสเปคิวลาร์เป็นส่วนใหญ่ แบบกระจายเป็นส่วนใหญ่ หรืออยู่ระหว่างนั้น วัสดุบางชนิด เช่น ของเหลวและแก้ว ขาดโครงสร้างภายในที่ทำให้เกิดกลไกการกระเจิงใต้พื้นผิวที่อธิบายไว้ข้างต้น ดังนั้นจึงให้ การสะท้อนแสงแบบสเปคิวลาร์ เท่านั้นในบรรดาวัสดุทั่วไป มีเพียงโลหะขัดเงาเท่านั้นที่สามารถสะท้อนแสงแบบสเปคิวลาร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง เช่น อลูมิเนียมหรือเงินที่มักใช้ในกระจก วัสดุทั่วไปอื่นๆ ทั้งหมด แม้จะขัดเงาอย่างสมบูรณ์แล้ว ก็มักจะให้การสะท้อนแสงแบบสเปคิวลาร์ไม่เกินไม่กี่เปอร์เซ็นต์ ยกเว้นในกรณีพิเศษ เช่น การสะท้อนแสง ในมุมเฉียงโดยผิวน้ำในทะเลสาบ หรือการสะท้อนทั้งหมดของปริซึมแก้ว หรือเมื่อมีโครงสร้างในรูปแบบที่ซับซ้อนบางอย่าง เช่น ผิวสีเงินของปลาหลายชนิด หรือพื้นผิวสะท้อนแสงของกระจกไดอิเล็กทริกการสะท้อนแสงแบบกระจายอาจมีประสิทธิภาพสูง เช่น ในวัสดุสีขาว เนื่องจากการรวมกันของการสะท้อนแสงใต้พื้นผิวจำนวนมาก

ที่ผ่านมาเราได้กล่าวถึงวัตถุสีขาวซึ่งไม่ดูดซับแสง แต่แผนภาพข้างต้นยังคงใช้ได้ในกรณีที่วัสดุนั้นดูดซับแสง ในกรณีนี้ รังสีที่กระจายตัวจะสูญเสียความยาวคลื่นบางส่วนระหว่างการเดินทางผ่านวัสดุ และจะปรากฏเป็นสี

การแพร่กระจายส่งผลต่อสีของวัตถุอย่างมาก เนื่องจากเป็นตัวกำหนดเส้นทางเฉลี่ยของแสงในวัสดุ และด้วยเหตุนี้จึงส่งผลต่อระดับการดูดซับของความยาวคลื่นต่างๆ^{[ 6 ]}หมึกสีแดงจะดูเป็นสีดำเมื่ออยู่ในขวด สีที่สดใสของมันจะมองเห็นได้ก็ต่อเมื่อวางลงบนวัสดุที่กระจายแสงได้ (เช่น กระดาษ) ทั้งนี้เป็นเพราะเส้นทางของแสงผ่านเส้นใยกระดาษ (และผ่านหมึก) มีความยาวเพียงเศษเสี้ยวของมิลลิเมตรเท่านั้น อย่างไรก็ตาม แสงจากขวดได้ผ่านหมึกมาหลายเซนติเมตรและถูกดูดซับอย่างมาก แม้แต่ในความยาวคลื่นสีแดงก็ตาม

และเมื่อวัตถุสีมีทั้งการสะท้อนแบบกระจายและแบบเงา โดยปกติแล้วจะมีเพียงส่วนที่สะท้อนแบบกระจายเท่านั้นที่มีสี เช่น เชอร์รี่สะท้อนแสงสีแดงแบบกระจาย ดูดซับสีอื่นๆ และมีการสะท้อนแบบเงาซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นสีขาว (ถ้าแสงตกกระทบเป็นแสงขาว) นี่เป็นเรื่องทั่วไป เพราะยกเว้นโลหะแล้ว ความสามารถในการสะท้อนแสงของวัสดุส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับดัชนีหักเหซึ่งเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยตามความยาวคลื่น (แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงนี้จะเป็นสาเหตุของการกระจายแสงสีในปริซึมก็ตาม ) ดังนั้นสีทั้งหมดจึงสะท้อนออกมาด้วยความเข้มเกือบเท่ากัน

วัตถุส่วนใหญ่ที่มองเห็นได้นั้นมองเห็นได้จากการสะท้อนแบบกระจายจากพื้นผิวเป็นหลัก^{[ 7 ] [ 8 ]} ข้อยกเว้น ได้แก่ วัตถุที่มีพื้นผิวขัดเงา (สะท้อนแสงแบบกระจก) และวัตถุที่เปล่งแสงเองการกระเจิงของเรย์ลีเป็นสาเหตุของสีฟ้าของท้องฟ้า และการกระเจิงของมีเป็น สาเหตุ ของสีขาวของหยดน้ำในเมฆ

การสะท้อนแสงแบบกระจายคือกระบวนการที่แสงสะท้อนจากวัตถุหนึ่งไปกระทบกับวัตถุอื่นในบริเวณโดยรอบ ทำให้วัตถุเหล่านั้นสว่างขึ้น การสะท้อนแสงแบบกระจายนี้หมายถึงแสงที่สะท้อนจากวัตถุที่ไม่มันวาวหรือเป็นเงาในทางปฏิบัติหมายความว่า แสงจะสะท้อนจากพื้นผิวที่ไม่มันวาว เช่น พื้น ผนัง หรือผ้า ไปยังบริเวณที่ไม่ได้อยู่ตรงหน้าแหล่งกำเนิดแสงโดยตรง หากพื้นผิวที่สะท้อนมีสีแสงที่สะท้อนก็จะมีสีเช่นกัน ทำให้วัตถุโดยรอบมีสีคล้ายกัน

ในกราฟิกคอมพิวเตอร์ 3 มิติการสะท้อนแสงแบบกระจาย (diffuse interreflection) เป็นองค์ประกอบสำคัญของการให้แสงสว่างโดยรวม (global illumination ) มีหลายวิธีในการจำลองการสะท้อนแสงแบบกระจายเมื่อเรนเดอร์ฉากวิธีการที่ใช้กันทั่วไปสองวิธี ได้แก่ การวัดรังสี (radiosity)และการแมปโฟตอน (photon mapping)

สเปกโทรสโกปีการสะท้อนแสงแบบกระจายสามารถใช้เพื่อกำหนดสเปกตรัมการดูดกลืนของตัวอย่างผงในกรณีที่ไม่สามารถใช้สเปกโทรสโกปีการส่งผ่านได้ ซึ่งใช้ได้กับ สเปกโทรสโกปี UV-Vis-NIRหรือ สเปกโทรส โกปีอินฟราเรดช่วงกลาง^{[ 9 ] [ 10 ]}

• เครื่องกระจายกลิ่น
• รายชื่อแหล่งกำเนิดแสงสะท้อน
• แบบจำลองการสะท้อนแสงของ Oren–Nayar
• การสะท้อนแสง
• การทุเลา