Cubemap应用之反射,折射,菲涅耳反射

cubemap
先将场景环境渲染到cubemap中,可以离线渲染,也可以实时渲染。对于静态的效果,离线就可以。离线还可以使用外部资源,如拍摄的全景图生成cubemap。
想象cubemap是一个包围在场景外的立方体。通过从场景中心向其发射射线来采样上面的颜色。

反射
对于反射,想象cubmap上有一个像素发射光线到表面然后反射到眼睛中,为获取这个颜色,需要从视线方向反推出入射光线的方向,即使用视线的反方向计算出折射方向来采样cubemap上面的颜色,就是入射像素的颜色。

折射
对于折射,要根据折射定律计算出折射光线,即 n1sina = n2sinb, 其中n1,n2是两个界面的折射率,a是入射角,b是折射角。实际上经常使用n1/n2即透射比。因为入射方向已知,透射比已知,所以可以计算出折射方向。计算时同样使用视线方向作为入射方向,根据光路可逆性,使用计算出的折射方向来采样cubmap即可。

菲涅耳反射
对于菲涅耳反射
菲涅耳现象:当光线照射到物体表面上时,一部分发生反射,一部分进入物体内部,发生折射或散射。被反射的光和入射光之间存在一定的比率关系。根据观察方向,反射光的量是不同的。比如视线垂直看往水面,能看到水下的情景,此时被水面反射的光线很少,因此能看到水下物体;而看远处的水面时几乎看不见水下的情景,此时被水面反射的光线很多,因此极少有光线从水下反射回来,从而几乎看不到水下的情景。
为了模拟这个现象,采样一个近似公式去计算反射光的强度: F(v,n) ,其中v是视线方向,n是表面法线。
有多种近似公式,如Schlick菲涅耳近似等式:Fschlick(v,n) = F0 + (1-F0)(1- dot(v,n)) ^ 5
其中F0是一个用于控制菲涅耳发射强度的系数,范围0~1, 当F0为1时,没有菲涅耳效果,完全反射;当F0为0时,完全使用计算出来的反射光比例。公式计算的结果和dot(v,n)成反比,即v和n的夹角越小,反射光越弱,当v和n夹角为0时,完全没有反射光;而v和n夹角接近90度时,反射光特别强。也就是在边缘处反射光最强,从而模拟了菲涅耳现象。
根据菲涅耳近似等式计算的结果,去调节反射光的比例,从而模拟了菲涅尔现象。即在普通反射的基础上,使用fresnel值对reflection值进行调节即可。当F0为1时,物体完全反射cubemap中的图像;当F0为0时,是一个具有边缘光照效果的漫反射物体。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,793评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,567评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,342评论 0 338
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,825评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,814评论 5 368
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,680评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,033评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,687评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 42,175评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,668评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,775评论 1 332
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,419评论 4 321
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,020评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,978评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,206评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,092评论 2 351
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,510评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容