三维实体最简单入门法[第34集]

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这个是一个系列，本集是第34集，其他集的讲解请看这个帖子(目录)：
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有朋友问在前面帖子中“小镜子”中“折射”是什么意思，这集就专门探讨一下渲染中材质的折射。

一、先看下图，这是一个杯子，有什么问题吗？

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可能一些初学朋友会感觉这个，不错嘛，看起还可以。当然如果单纯地看问题，这样的杯子是没有什么不对的。但是仔细一想，为什么吸管插在水中，为什么没有折射呢？这个就显然不合实际了。由此也可以看出渲染不是件轻松的事情，常常要用很多时间来调整。

     CAD中的折射与现实生活中一致吗？说句实话，小弟还真未见有人讨论过此事，通常的感觉是CAD的渲染是在力求模拟现实，但是经常是尽管很努力地去调整，效果并不怎样，很多时候就一脸茫然了。在这里，我通过一个小实验来说明一下两者折射的不同。

      画出如图的实体，一个三棱柱[玻璃材质]，一个“平行光”[白色}，一个投影板。按照我们学过的初中物理可知道，当一束光通过三棱镜时会分解成七色光。看看CAD是不是这样？可以看出，不管怎样调整参数，这束白光是不发生色散的。由此可以看出，渲染中“折射”与现实中有本质的区别，这样也会导致做出来的东西无论如何总感觉太假的一个因素。

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二、“折射率”是指光的入射角与折射角的正弦比值。不知道大家注意到没有，现实与CAD是有区别的，现实中，光发生折射的原因是，光在各种媒质的速度是不同的，其中在真空中最快。这样就有一个结论，光的“折射率”是≥1的，而CAD中的“折射率”允许有小于1的存在。小于1时有什么样的情况呢？在上一集中，小弟渲染的那些怪乎乎的图，相当多就是用了小于1的折射率，而上集中的灯光是在物体之外的，可能是由于这种不合实践的做法，反而达到一种奇异的效果。
     在材质中“折射率”这一项是值得深入尝试的，要注意的是用“折射率”之前要让材质的“透明度”不为0，调整时可以参照现实中折射来处理。下面是我收集来的一些媒质的折射率，要注意一下这个表格。

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三、上图中的表格是现实中的情况。需要注意的是，如果严格按照这个表格来调整，经常反而没有什么效果，这里因为现实的情况太复杂，不可能有什么软件能完全模拟的，而渲染是一个综合因素汇成的结果。
    有时候，我们把“折射率”调到几十都可以，也可以象上集中调到零点几，有时画金属材料时，也可以通过增加少许透明度，增加点折射率，以求达到光泽的效果，当然现实中是不存在这样的事情的。
    总之，还是上集说的那样，法无定法，不为名相所束缚，一切以实践的结果为准。

四、如何折射出光泽动人的效果呢？小弟也在探索之中，一个小点子是，参考一下物理上“全反射”的知识。
五、一个重要的问题，大家可以探索一下，就是渲染中有“光线照片级渲染”和“光线跟踪渲染”，从程度上看，后者更加真实。“照片级渲染”时CAD忽略了光线的折射与反射，如上面这个杯子，而“光线跟踪渲染”则加上折射与反射。有谁发现出有什么问题了吗？
   小弟在实践中，发现“光线跟踪渲染”时，是不能把折射与反射分离的，就是说不能做到让一个物体只发生折射而不反射，或者只反射而不折射，这个不是调整“反射”值的问题。这个问题有什么值得研究的呢，在这个杯子渲染中，当用了“光线跟踪渲染”时，大家可以看看就是下面这样的效果，强烈的反射遮盖了后面的折射，这样画出的杯子感觉反而不透明了。这个看似简单的事情，实则很难，为了摸索CAD光线跟踪渲染的规律，我做了一些实验，比如下面这个专门研究折射的实验，如何做出既要插入的直棍发生折射，而又没有反射干扰。如何大家有什么正确的见解，欢迎指教，谢谢。

六、上面这个小杯子，最后我只能做到下面这个样子，有些折射效果,这个也是在特殊角度观察到的，未能找到普遍的规律。在此也可说明一个道理，很多看似简单的事情，其实费功夫，而一些看似复杂的东西反而简易。

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七、下面画个玻璃器具，一煤油灯。总体上看都是以前说过的老方法，只是这里做的面域要多些，这个灯的样式是自己仿照一图片画的，因为中间金属部分是什么样的看不清，只好自己瞎想了。
   具体过程可大致演示一下。有几个关键所在是，这个图中灯光部分也是渲染，用的和上集“佛影”中相似的办法，画一个尖壳，调整好折射值[可以多试]，中间加入一黄色灯光和一红色灯光，红+黄=橙色，为什么不直接用一橙色点光源呢？这是有区别的，因为用两灯来混合，可以有红、橙、黄多种颜色，感觉比单纯的好些。
   灯芯要有凹凸贴图，制造粗糙的效果。另外这个灯还可以继续渲染的，因为一些细节并未体现出来，但是渲染比较费劲，第渲染一下，通常电脑死机几分钟，所以到此为止。源文件已经上传，再见。

xsbf

继续＿＿＿＿＿

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源文件＿＿＿

ynsbdtqm

强贴，顶！！！！

wskih

谢谢楼主，辛苦了，看到现在已是6点半了，我也要回家了。

gui0262

老师这样的教程我百看不厌，谢谢！

yjh54900

又学到了不少东西,非常感谢

lugang2005

太历害了!学到不少啊!

liuzhilongll

这都能想到,真佩服！

blur

楼主真是厉害，，看来很多知识都是有用的，重点在于联想，楼主的知识很广啊，而且善于思考，榜样！！这个煤油灯我非常喜欢，有机会自己也好好做一个出来，，， ，我对新学CAD的兄弟们有个建议，就是不一定全部照楼主的画出来，楼主的画，看着简单，但是初学者有时老觉得自己有些地方画不好，比如弧线不好看之类，我的建议是对于这类问题，完全不要较真，只求方法和思路，熟悉以后自然可以化出好看的东西，，，我看很多兄弟们交的作业都挺好的，真的不错，要对自己有信心，不断练习，不断超越自己，，，，可惜在下实在搞不定上传图片， ，没法分享，，只好用说得拉 :lol

傻影子

谢谢老师，辛苦啦！