什么是菲涅尔效应

菲涅尔效应是笔者最喜欢的灯光效果之一.

无论学2D还是3D, 菲涅尔效应都是一个经常遇到的概念. 在3D软件或引擎中, 菲涅尔通常出现在材质的设置选项里 (比如”是否开启菲涅尔”), 在2D绘画中, 有些场景会被要求 “画出菲涅尔效果” . 但即便是老手, 有不少人仍然对 “菲涅尔” 这一术语一知半解, 那么究竟什么是菲涅尔?

一言以蔽之, 菲涅尔效应指的是某种材质在不同距离上呈现出不同的反射效果.

当绘制一个带有反射的表面时,”添加菲涅尔”是一个很好的解决方案,这个微小的调整将带来巨大的影响.

观察下面这张图,注意看到桌子表面的亮度是如何变化的.

要理解菲涅尔效应,必须先了解反射的基础知识.这里的关键点是Angle of Incidence(入射角度),入射角是视线与正在看的物体表面之间的角度.如下图淡蓝色标记的角:

菲涅尔效应的原理很简单,入射角越大(steep angle),反射效果越弱(weak reflection),入射角越小(shallow angle),反射效果越强(strong reflection):

现实中菲涅尔效应其实无处不在,开车时看柏油路远处像有积水一样的反射其就是因为菲涅尔效应产生的.

另外的例子可以看看公园里水面的倒影,反射强度会随着距离而变化,因为入射角会发生变化,当低头看靠近脚的水面时,入射角度非常大(weak reflection),所以能更多的看到水下内容,如果你看着离身体较远的水面,入射角会变的很小(strong reflection),反射就会变得更加明显,水面反射的倒影就会更清晰.

下图是我们看到的立方体倒影在具有菲涅尔效应(with fresnel)和无菲涅尔效应(without fresnel)时效果的差异:

在弯曲的表面时,越在边缘的位置入射角越小,比如在圆柱体上,菲涅尔效应导致的镜面反射在两侧最明显:

找找身边菲涅尔效应的例子吧,看看光面的地板,蹲下时反射强度是如何变化的.

原文:https://www.dorian-iten.com/fresnel/, 由XK翻译整理.回见~

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