原文 / Rough Specular reduces specularity amount?
提問 / Neil Blevins
編譯 / Hammr Chen
光澤度的菲涅耳效應（Glossy Fresnel）是V-Ray 3.5的一個很重要的新增功能，簡單的說就是越粗糙、越反射模糊的表面，在邊緣處的fresnel效應越弱，也就是亮度減弱。此篇譯自Chaosgroup論壇上五年前的討論，透過對話可以更了解這個功能 對寫實材質的重要性。
soulburn3d問：大家好！我正在測試某東西 。希望大家給給意見。請看以下非導電的（dielectric）物體，是一系列紅色的球，各別具有反射、 高的高光值與低的高光值：
表面IOR大約為1.3。請注意天空反射在邊緣的地方比中間要強，這是fresnel效應的絕佳範例。
現在，我用砂紙把其中一顆球弄的更粗糙些。請看光線的反射變得更模糊了！
拿到戶外，請注意還是看得到表面的fresnel效應，邊緣比較中心要亮
但是，請注意我從照片中選的顏色。在光澤的球。具有亮的fresnel邊緣；在粗糙的球，邊緣沒那麼亮。
我假定這是因為相同的光線能量撞擊到每顆球，但是粗糙的球在大片的表面（因此有模糊反射）分散了能量，因此在特定的位置會有比較少的能量。就好像使用相同量的奶油塗在大片麵包上 奶油會變得比較薄。
以下是在VRay裡面我做了類似的實驗，三顆球其中一顆光澤度＝1，另一顆光澤度＝0.7，還有一顆光澤度＝0.3 請注意能量是如何維持穩定的。
我希望在VRay的得到更寫實的數值。當球變得更粗糙時，我應該要把整體的反射調低，有沒有什麼自動的公式讓我可以達到這個效果？
Rens答：你在找的功能叫做：粗糙的Fresnel（rough Fresnel）。具我所知Chaosgroup已經在研究這個東西了，你也可以參考一下我正在寫的shader 做的是一樣的效果。
http://www.rensheeren.com/blog/osl-reflector/
http://forums.chaosgroup.com/showthr...r-your-perusal
為了解釋，取了正面反射數值，然後把這個數值提高一點，然後跟原始的數值混合 Fresnel效應的衰減是根據材質有多粗糙，整體的粗糙表示均勻的反射顏色，而不帶了Fresnel衰減。這樣你可以維持整體的反射強度。如果整體套用反射衰減的話，看起來就會不正確。
你可以拿falloff map跟(VRay)color顏色混合，每次改變IOR時，就必須要有正確的數值。例如IOR = 1.5 數值就應該是0.04 塑膠的話IOR 1.4-1.5 。混合的程度跟粗糙度有關。
soulburn3d：感謝！但是我還是沒有完全信服。因為當粗糙度接近1時，那fresnel效應就會整個被抹平，可是我實際測試真實世界（當然我承認我的實驗並不是在精確控制的科學條件底下做的） 似乎相當模糊的表面還是會有很明顯的fresnel邊緣效應，儘管這個效應有減弱。有沒有任何論文或是實驗展示這個現象？
joconnell答：並不是因為fresnel效應抹平了，而是因為跟你視角垂直的表面有更少的面。是因為大部分人所使用粗糙/微表面的公式已經不敷使用了！
shading並沒有完全地公式化粗糙的表面。舊的公式只是用作弊的方式模擬出（在邊緣）反射的光線被正面的表面檔到。甚至有一些新的shader 試著增加模糊反射的表面會降低亮度，自粗糙表面的能量回彈，會產生小量的SSS也會照亮表面。
在你的照片裡面，光澤的球所有的邊緣都是90度，因此你可以得到完全強度的fresnel效應。可是如果把球磨的粗糙，邊緣的角度就不完全是90度了。有些面向你，因此就會比完全90度的更少反射。我不認為現在的VRay材質有模擬這種能量流失的現象。目前的材質比較像是分散反射射線的向量 ，自原始反射的法線形成扇形。
這裡有個範例場景，同樣都是使用200公分的球，紅色材質，光澤度設為1。唯一差別是左邊的那顆球套用了noise修改器，大小為1公分。你可以在上視圖看到分散的法線，某些面朝向攝影機，因此會產生比較弱的fresnel效應。
vlado答：為了得到更精確的效果，請試試VRayALMtl材質球。預設就啟用glossy Fresnel，副作用是你沒辦法用falloff map來控制Fresnel effect。
https://github.com/ChaosGroup/vray_al_surface/releases
soulburn3d：Joe感謝你的算圖。跟幾個人聊過之後，我得到以下結論：
越是粗糙的表面
joconnell答：沒錯！光澤度是表面光滑的函數。Fresnel效應一直都在，不論是粗糙或是光滑的表面，物體還是由相同材質構成，具有相同的材質屬性。 之所以反射會變暗，是因為（某些微表面）會面向你，而且光滑表面的某些能量會回彈到材質本身（SSS)。
沒錯！今年的siggraph有談到基於物理的算圖(https://www.youtube.com/watch?v=zs0oYjwjNEo) 裡面有提到這點。可以引進簡單的偏差值模擬這樣的能量喪失。考慮到自身陰影的效應， 這個演講不是chaosgroup的因此Vlado可能就是這樣得到靈感。
Midiaeffects 答：我猜Vray如果要模擬這個效應只需要讓Fresnel能夠吃到BRDF的微表面資訊。缺點是，如同Vlado所說，不再能使用Falloff texture來減弱反射。簡單方法來測試是放一顆球，黑色的反射材質，小的IOR與白色的背景。當粗糙度增加， 顏色就會越來越平（但是不會完全平 原因如前）
某些我測試過的算圖器，會計算微表面的fresnel。其中包含了IRay, ART, Redshift, FStorm and Maxwell 有趣的是Corona, Octane 與 Cycles跟V-Ray效果一樣（譯者註：一樣尚未導入glossy fresnel) 但是各家的算圖器具有不同的fresnel扁平化曲線，而Iray 與 ART的BRDF曲線也會計算微表面。
[相關資訊]
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理解光泽度的菲涅尔效应-Glossy Fresnel
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VRay GGX材質實例：更寫實的高光
Complex Fresnel 更寫實的反射材質
提問 / Neil Blevins
編譯 / Hammr Chen
光澤度的菲涅耳效應（Glossy Fresnel）是V-Ray 3.5的一個很重要的新增功能，簡單的說就是越粗糙、越反射模糊的表面，在邊緣處的fresnel效應越弱，也就是亮度減弱。此篇譯自Chaosgroup論壇上五年前的討論，透過對話可以更了解這個功能 對寫實材質的重要性。
= = = = 以下為翻譯 = = = =
標題：粗糙的高光會減少高光強度？soulburn3d問：大家好！我正在測試某東西 。希望大家給給意見。請看以下非導電的（dielectric）物體，是一系列紅色的球，各別具有反射、 高的高光值與低的高光值：
以下是在VRay裡面我做了類似的實驗，三顆球其中一顆光澤度＝1，另一顆光澤度＝0.7，還有一顆光澤度＝0.3 請注意能量是如何維持穩定的。
Rens答：你在找的功能叫做：粗糙的Fresnel（rough Fresnel）。具我所知Chaosgroup已經在研究這個東西了，你也可以參考一下我正在寫的shader 做的是一樣的效果。
http://www.rensheeren.com/blog/osl-reflector/
http://forums.chaosgroup.com/showthr...r-your-perusal
為了解釋，取了正面反射數值，然後把這個數值提高一點，然後跟原始的數值混合 Fresnel效應的衰減是根據材質有多粗糙，整體的粗糙表示均勻的反射顏色，而不帶了Fresnel衰減。這樣你可以維持整體的反射強度。如果整體套用反射衰減的話，看起來就會不正確。
你可以拿falloff map跟(VRay)color顏色混合，每次改變IOR時，就必須要有正確的數值。例如IOR = 1.5 數值就應該是0.04 塑膠的話IOR 1.4-1.5 。混合的程度跟粗糙度有關。
soulburn3d：感謝！但是我還是沒有完全信服。因為當粗糙度接近1時，那fresnel效應就會整個被抹平，可是我實際測試真實世界（當然我承認我的實驗並不是在精確控制的科學條件底下做的） 似乎相當模糊的表面還是會有很明顯的fresnel邊緣效應，儘管這個效應有減弱。有沒有任何論文或是實驗展示這個現象？
joconnell答：並不是因為fresnel效應抹平了，而是因為跟你視角垂直的表面有更少的面。是因為大部分人所使用粗糙/微表面的公式已經不敷使用了！
shading並沒有完全地公式化粗糙的表面。舊的公式只是用作弊的方式模擬出（在邊緣）反射的光線被正面的表面檔到。甚至有一些新的shader 試著增加模糊反射的表面會降低亮度，自粗糙表面的能量回彈，會產生小量的SSS也會照亮表面。
在你的照片裡面，光澤的球所有的邊緣都是90度，因此你可以得到完全強度的fresnel效應。可是如果把球磨的粗糙，邊緣的角度就不完全是90度了。有些面向你，因此就會比完全90度的更少反射。我不認為現在的VRay材質有模擬這種能量流失的現象。目前的材質比較像是分散反射射線的向量 ，自原始反射的法線形成扇形。
這裡有個範例場景，同樣都是使用200公分的球，紅色材質，光澤度設為1。唯一差別是左邊的那顆球套用了noise修改器，大小為1公分。你可以在上視圖看到分散的法線，某些面朝向攝影機，因此會產生比較弱的fresnel效應。
vlado答：為了得到更精確的效果，請試試VRayALMtl材質球。預設就啟用glossy Fresnel，副作用是你沒辦法用falloff map來控制Fresnel effect。
https://github.com/ChaosGroup/vray_al_surface/releases
soulburn3d：Joe感謝你的算圖。跟幾個人聊過之後，我得到以下結論：
越是粗糙的表面
- 反射越模糊
- 反射也變得更暗
- 在邊緣處fresnel效應依然存在
- 這個現象是，因為有很多微小的面，在邊緣處，面向觀察者
- 這些微小面彼此之間的自身陰影
- 因為反射模糊了 (被拉伸） 在特定的點的反射變得比較暗以維持能量守恆
- 多個散射又會把表面再提亮一點
沒錯！今年的siggraph有談到基於物理的算圖(https://www.youtube.com/watch?v=zs0oYjwjNEo) 裡面有提到這點。可以引進簡單的偏差值模擬這樣的能量喪失。考慮到自身陰影的效應， 這個演講不是chaosgroup的因此Vlado可能就是這樣得到靈感。
某些我測試過的算圖器，會計算微表面的fresnel。其中包含了IRay, ART, Redshift, FStorm and Maxwell 有趣的是Corona, Octane 與 Cycles跟V-Ray效果一樣（譯者註：一樣尚未導入glossy fresnel) 但是各家的算圖器具有不同的fresnel扁平化曲線，而Iray 與 ART的BRDF曲線也會計算微表面。
[相關資訊]
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