glossy 理解V-Ray 3.5的新特性：Glossy Fresnel

编者按:本文介绍了V-Ray 3.5版的一个新功能，光泽菲涅尔，2016年底在混沌集团的技术博客labs.chaosgroup.com上线(点击文末阅读原文)。最近，台湾动画师兼博主陈锤把它翻译成了中文。暂时委托我在我的博客和微信平台上发布，只做了繁体到简体的转换，一些成语的简单校对和调整。以后这些文章会转到更合适的地方。本文版权归浑沌集团和翻译家锤子陈所有。

理解光泽度的菲涅耳效应

光滑菲涅尔

汉默陈翻译

alSurface着色器和V-Ray 3.4标准VRayMtl材质的区别之一是，根据材质BRDF，菲涅耳效果是否会受到材质光泽度的影响。这个函数一般叫做光滑菲涅尔(或粗糙菲涅尔)。在即将推出的v-ray版本(3.5版)中，glossyresnel特性将在标准V-Ray着色器中实现。在这种情况下，在这篇文章中，我们将解释这个函数的含义以及为什么它更准确。

首先，我们来回顾一下菲涅耳效应。每种材料都有一个菲涅尔值，这是由它的折射率决定的。该值指示有多少光将从对象表面反射，以及有多少光将被对象吸收。以切线角度观察的表面比面向摄像机的表面反射更多的入射光。换句话说，重要的一点是，法线方向面向相机的表面比法线方向面向相机的表面反射更少的光。

需要注意的第二点是，一些BRDFs会考虑微加工，而其他的则不会。你应该明白两者的区别。举个具体的例子:GGX属于前者，丰属于后者。

以Phong模型为例(上图)，根据它的光泽度值，它会以可预测的方式在一个波瓣方向分配光线。但对于所有按Phong模型分布的光线，会假设这条光线的法线方向与整个大曲面的一般法线方向相同。这样，对于每一条散射光线，反射的菲涅尔效应的影响是相等的。

像GGX(上图)这样具有微表面的BRDF模型模拟了材料表面的粗糙度，它将材料表面视为由无数粗糙的微表面组成的宏观整体。其实是物体表面对光的作用更准确的反映。现在，你不需要想象一个光线被表面均匀散射的场景，但是你可以想象不同的微小光线被微地形向不同的方向散射。

每个微表面都有自己独立的法线，一般来说，稍微偏向光线的方向。粗糙表面上的掠射角不会像光滑表面上的掠射角那样尖锐，换句话说，粗糙表面的法线比光滑表面的法线更倾向于相机。这样，在相同掠角方向上，粗糙表面的菲涅尔效应弱于光滑表面。

让我们看一些例子:

以下是打开和关闭光泽菲涅耳效果的比较实际案例:

一般来说，大部分人会直观的感觉到，开启光面菲涅尔后，整体反射会稍微暗淡一些。但因为光泽菲涅尔在物理上更精确，所以结果更接近现实生活，整体上会更接近参考照片。

感谢福斯托·德·马丁尼提供场景模型:

因为GGX模型和光滑菲涅尔现象更准确地表示了材料的物理性质，所以在新版本的V-Ray(3.5)中，GGX和光滑菲涅尔将被设置为默认值。如果想保持老版本的效果，可以手动关闭。

文章最后读的原文是lab.chaosgroup.com的原始材料。