菲涅耳效應

2021-09-01 17:04:13 字數 2000 閱讀 9753

菲涅耳效應

當光從一種具有折射率為n1的介質向另一種具有折射率為n2的介質傳播時,在兩者的交界處(通常稱作介面)可能會同時發生光的反射和折射。

圖中p為入射光,s為折射光,q為反射光。這些反射和折射光的夾角遵守反射定律和折射定律。我記得以前中學物理老師講光學的時候,一般講到這就完了,很少提及入射光的能量被反射光和折射光分走了多少。而這個正是遵守著菲涅耳反射定律。

菲涅耳反射:

反射比:入射光的功率被介面反射的比例。

折射比:入射光的功率被介面折射的比例。

光的偏振:

光是一種橫向電磁波;這意味著電場向量和磁場的向量垂直於波的傳播方向。當某個波列的所有電場向量都處於同一平面時,我們可以說這個波是平面偏振或線偏振。這個平面的方向即為偏振方向。如圖

偏振方向其實是乙個定義,大家定義為電場的方向,所以這裡的偏振方向是垂直的。

入射光和反射光會形成乙個平面,如果偏振向量垂直於該平面,則稱為 s 偏振。如果光線的偏振向量在這個平面內,則稱為 p 偏振。反射比和透射比的具體形式還與入射光的偏振有關。

1.s 偏振:

2.p 偏振:

3.無偏振:(光波是一段一段的,當所有的方向一致時才有偏振方向,不一致時就是無偏振)

這裡的rs,rp和r都是反射比,而折射比為:t = 1 - r。這裡的r和t是比不是率,所以我們還需要求出率來:

結論:1.對於給定的折射率和且入射光為p偏振光時,當入射角為某一定值時為零,此時p偏振光被完全透射而無反射光出射。這個角度被稱作布儒斯特角,其實就是完全折射角。

2.當光從光密介質向光疏介質傳播時(即時),存在乙個臨界的入射角,對於大於此入射角的入射光,此時入射光完全被介面反射。這種現象稱作全內反射,臨界角被稱作全反射臨界角。

菲尼爾計算:

factor = bias + scale * (1.0f + i·n)power

color = factor * 反射光顏色 + (1 - factor) * 折射光顏色

其中,bias為偏移係數,scale為縮放係數,power為fresnel指數,i為入射光方向向量,n為發向量。邊緣或表面的尖銳程度. (油漆絲綢:1,液體: 2-8)。

fresnel effect:

#if env_map == 1

/// 菲涅耳效果

float3 etaratio = float3(0.7f , 0.8f , 0.6f);

float3 i = worldpos - g_veyemodel;

float3 r = reflect(i ,normal);

float3 tred = refract(i , -normal , etaratio.x);

float3 tgreen = refract(i , -normal , etaratio.y);

float3 tblue = refract(i , -normal , etaratio.z);

float reffactor = 0.1f + 0.1f * pow(1.0f + dot(i , normal) , 1.0f);

float4 reflectedcolor = texcube(envsampler ,r);

float4 refractedcolor;

refractedcolor.r = texcube(envsampler , tred).r;

refractedcolor.g = texcube(envsampler , tgreen).g;

refractedcolor.b = texcube(envsampler , tblue).b;

refractedcolor.a = 1;

float4 combcolor = lerp(refractedcolor , reflectedcolor , reffactor);

color = lerp(color , combcolor , 0.8f);

#endif

Fresnel 菲涅耳反射

upgrade note replaced object2world with unity objecttoworld upgrade note replaced mul unity matrix mvp,with unityobjecttoclippos shader unity shaders ...

什麼是菲涅耳反射?

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