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星期四, 1月 29, 2015

物理基礎算圖(Physically-Based Rendering)的基本理論

光線照射到物體表面後有兩種類型的反射:
  • 全反射(Specular):入射光直接反射,Cycles 的 Glossy Shader。
  • 漫反射(Diffuse):入射光有部份波長的光被吸收,反射其他波長的光,也就是物體的顏色。Cycles 的 Diffuse Shader。
能量守恆:光線照射到物體表面後會有部份被吸收,因此反射光的能量不可能大於入射光的能量。Cycles 的 Mix Shader 遵守能量守恆定律。

導體(金屬等)全反射佔的比率約 60%~90%,絕緣體(塑膠等) 約 0%~20%。少數常見的金屬會(金、銅)改變全反射顏色,絕緣體則不會。金屬通常沒有漫反射(除非表面鏽蝕),即大部分金屬是黑色的。

菲涅耳效應(Fresnel Effect):表面全反射的比率會隨著觀看角度(視線與反射面法線夾角)的不同而變化,角度愈小、全反射率愈低。絕緣體在0度時全反射率約2%~5%,金屬約為70%~100%。下圖左側的圓球用 Layer Weight 節點來產生菲涅耳效應,右側的圓球只是比率混合 Diffuse 和 Glossy Shader,明顯地左側圓球表面的反射變化看起來更自然,而周圍的高光反射也讓圓球看起來更立體。


References:
Blender 學習筆記

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