原文 / everything has fresnel
作者 / JOHN HABLE
翻譯 / Hammer Chen
你可以把這篇當做“Everything is shiny rant”的續集。當今遊戲裡面高光照明已成標準，然而遊戲中少見的是正確的菲涅耳（fresnel）效果。希望現在你知道什麼是高光（specular）了。 電腦遊戲裡面最常見的高光模型是Blinn-Phong也就是：
H = normalize(V+L);
specVal = pow(saturate(dot(H,N)),power);
在本例中， V就是觀察者的向量， L是光線的向量， N是法線向量。 power是高光的指數， H是衍生半向量（derived half vector）， 也就是介於觀察者與光線中間的向量。怎樣運作的呢？ 以下是圖解。你可以看到觀察者、 光線與法線向量。 現在， 有了這個函數 高光的峰值在哪裡呢？ 直覺上， 你可能希望高光函數達到最高當觀察者向量等於光線的反射向量， 結果也是如此， 這個函數達到峰值當半向量正好對齊法線， 剛好等於反射的觀察者向量點正好在光線上， 一切都合理。
另一種狀況：
再次，觀察者向量正反應了光線向量。 本例中， 高光的亮點會更亮？ 更暗？或是跟第一個例子一模一樣？ 嗯， 應該是一樣， 因為在兩個例子中， 你都是直接觀察高光亮點的最大值， 真實世界是這樣運作的嗎？ 簡單的說， 不是。
這是一張磚頭的照片，從不同的攝影機角度。上面那張，燈光與攝影機都是直接朝下，類似於第一個狀況。第二張照片，光線是以掠射角的角度撞擊表面，類似於第二個例子。我把高光與漫射以偏光鏡分開， 因此漫射在左邊， 高光在右邊， 讓我們來仔細瞧瞧。
所以...我靠！ 如同像磚頭這樣簡單的材質 Blinn-Phong的shading模型竟然高光完全錯誤， 結果是因為某個叫做fresnel的小玩意。我們再來看兩個高光的例子。根據Blinn-Phong 這兩個應該會有相同的強度，但是實際上，其中一個在掠射角的角度結果亮很多。
把這個效應考慮進去，你可以使用Fresnel。即時的Fresnel可以用Schlick Fresnel概略地得出， 以下從the GPU Gems 3 chapter on skin 書中的章節得到：
float base = 1 - dot(V,H);
float exponential = pow( base, 5.0);
float fresnel = exponential + F0 * (1.0 - exponential);
specVal *= fresnel;
因為某些原因，大部分的人希望fresnel只發生在反光強的表面，例如水、玻璃與金屬。事實上 fresnel的效應在幾乎所有的材質都很強。事實上， 我認為fresnel在哪些反光弱的材質，視覺上更加重要。以下是PVC水管：
很顯然PVC具有fresnel效應，但是依我之見，我會說磚頭上的fresnel效應會比PVC 視覺上更為重要！從完全沒有到非常強的高光會比，強的高光到更高的高光更為重要。難道這不是更為重要的視覺效果嗎？ 我認為，以為fresnel只發生在水/玻璃/金屬 是種錯誤的想法，因為對於反光弱的表面 fresnel的視覺效果差異更加明顯。以下有更多例子：
可憐的紙板，被大家都誤解了！通常紙板大家都認為是完全的漫射材質 ，就算它值得跟其他的亮亮材質朋友一起出場。高光在直視的角度很重要，因為會添加細微的去飽和度效果。但是紙板在掠射角具有非常高的高光反射。
你曾想過為何在早上開車上班會感覺比較亮嗎？ 大部分人以為這是太陽照射到眼睛的關係，事實上，路面強大的fresnel效應是主要亮度增加的來源 。下次陽光直射眼睛的時候， 請留意汽車後照鏡的路面比正面的路面要暗許多。
這裡有些衣服，是IKEA買的。粗糙、棉質的衣服具有很少的高光。這樣比較並不是很好的例子，因為第二張圖整體來說更亮，這樣你很難看出高光到漫射的改變。如果你想要有更好的例子，那就當作各位讀者的回家作業吧！
好玩一下，讓我們來看一下X-Rite色溫版。當你使用彩色的色溫版，建議你要垂直於攝影機 ，應該不需要跟你說為什麼吧？！
Fresnel萬歲！
作者 / JOHN HABLE
翻譯 / Hammer Chen
你可以把這篇當做“Everything is shiny rant”的續集。當今遊戲裡面高光照明已成標準，然而遊戲中少見的是正確的菲涅耳（fresnel）效果。希望現在你知道什麼是高光（specular）了。 電腦遊戲裡面最常見的高光模型是Blinn-Phong也就是：
H = normalize(V+L);
specVal = pow(saturate(dot(H,N)),power);
在本例中， V就是觀察者的向量， L是光線的向量， N是法線向量。 power是高光的指數， H是衍生半向量（derived half vector）， 也就是介於觀察者與光線中間的向量。怎樣運作的呢？ 以下是圖解。你可以看到觀察者、 光線與法線向量。 現在， 有了這個函數 高光的峰值在哪裡呢？ 直覺上， 你可能希望高光函數達到最高當觀察者向量等於光線的反射向量， 結果也是如此， 這個函數達到峰值當半向量正好對齊法線， 剛好等於反射的觀察者向量點正好在光線上， 一切都合理。
另一種狀況：
這是一張磚頭的照片，從不同的攝影機角度。上面那張，燈光與攝影機都是直接朝下，類似於第一個狀況。第二張照片，光線是以掠射角的角度撞擊表面，類似於第二個例子。我把高光與漫射以偏光鏡分開， 因此漫射在左邊， 高光在右邊， 讓我們來仔細瞧瞧。
把這個效應考慮進去，你可以使用Fresnel。即時的Fresnel可以用Schlick Fresnel概略地得出， 以下從the GPU Gems 3 chapter on skin 書中的章節得到：
float base = 1 - dot(V,H);
float exponential = pow( base, 5.0);
float fresnel = exponential + F0 * (1.0 - exponential);
specVal *= fresnel;
因為某些原因，大部分的人希望fresnel只發生在反光強的表面，例如水、玻璃與金屬。事實上 fresnel的效應在幾乎所有的材質都很強。事實上， 我認為fresnel在哪些反光弱的材質，視覺上更加重要。以下是PVC水管：
很顯然PVC具有fresnel效應，但是依我之見，我會說磚頭上的fresnel效應會比PVC 視覺上更為重要！從完全沒有到非常強的高光會比，強的高光到更高的高光更為重要。難道這不是更為重要的視覺效果嗎？ 我認為，以為fresnel只發生在水/玻璃/金屬 是種錯誤的想法，因為對於反光弱的表面 fresnel的視覺效果差異更加明顯。以下有更多例子：
可憐的紙板，被大家都誤解了！通常紙板大家都認為是完全的漫射材質 ，就算它值得跟其他的亮亮材質朋友一起出場。高光在直視的角度很重要，因為會添加細微的去飽和度效果。但是紙板在掠射角具有非常高的高光反射。
這裡有些衣服，是IKEA買的。粗糙、棉質的衣服具有很少的高光。這樣比較並不是很好的例子，因為第二張圖整體來說更亮，這樣你很難看出高光到漫射的改變。如果你想要有更好的例子，那就當作各位讀者的回家作業吧！
好玩一下，讓我們來看一下X-Rite色溫版。當你使用彩色的色溫版，建議你要垂直於攝影機 ，應該不需要跟你說為什麼吧？！
Fresnel萬歲！
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