什么是菲涅尔?Blender中的菲涅尔效果如何使用?

菲涅耳,是反射物体边缘高亮显示的效果,也是改变物体反射方式的视角。每个表面都有一定量的菲涅耳,但粗糙的材料往往会对它们产生漫反射。

与实际的菲涅耳类似,Blender中的菲涅耳会使垂直于视图的对象和曲面的边缘反射得更亮。

在Blender中,Principled BSDF自动计算菲涅耳-镜面反射值将改变菲涅耳强度,粗糙度值将改变衰减。我们也可以使用fresnel节点或层权重节点直接访问fresnel值。

在本文的其余部分中,我们将详细介绍菲涅耳及其在Blender中的工作原理。首先,我们将介绍菲涅耳是什么,以及它在现实生活中的几个例子。接下来,我们将讨论Blender中的菲涅耳是什么。最后,我们将介绍如何使用Principled BSDF或自定义着色器来控制菲涅耳。


什么是菲涅耳?

你有没有注意到,在真正光滑有光泽的物体上,它们的边缘会比中间有更亮的高光?也许你看过一个平坦的反射表面,发现如果你从一个很浅的角度看,它会反射得更多。

这就是菲涅耳,而在反射物体上最明显的是,所有材料都有一定量的菲涅耳。曲面相对于视图的角度将改变曲面反射的亮度。

因此,如果我们从侧面观察表面,其菲涅耳的强度会高得多。如果我们从上到下观察表面,菲涅耳的强度会很低。现实生活中的每一种材料都有一定量的菲涅耳,但这种材料的粗糙度会影响其强度。

一个非常抛光的木地板或塑料斜面可能有很高的菲涅耳强度,而一张纸可能几乎没有菲涅耳。

请注意,曲面的菲涅耳强度没有差异,只是有些曲面中有一堆凸起,导致菲涅耳的衰减非常漫反射。


Blender如何使用菲涅耳?

在Blender中,菲涅耳效果会考虑曲面的法线,并将其与摄影机或视口所面对的方向进行比较。具有垂直于相机的法线面的曲面将具有高菲涅耳强度。

法线与视图平行的曲面不会有非常强烈的菲涅耳。请注意,fresnel将考虑对对象法线所做的所有调整,包括自定义法线和法线贴图。

Blender中的大多数着色器已经包含了一定数量的菲涅耳,类似于现实生活中的示例,它高亮显示反射对象的边缘,并更改对象相对于相机角度的反射率。

几乎任何值与Principled BSDF着色器的组合都会产生一定量的菲涅耳。Eevee和cycles都支持fresnel,但cycles fresnel在物理上更准确。


如何改变和控制材料中的菲涅耳?

使用有原则的BSDF着色器,更改菲涅耳的主要方法是更改镜面反射、粗糙度或IOR值。在我们使材质具有透射性的情况下,IOR将影响材质的菲涅耳。

除了调整材质外,我们还可以使用镜面反射设置为0的菲涅耳节点来手动创建菲涅耳效果。需要注意的是,有原则的BSDF着色器并不是所有着色器的最终目的,我们可以根据需要构建不同的着色器。

特别是为了获得更艺术的控制,我们可能需要创建自定义着色器,并手动将菲涅耳添加到这些着色器中。我们可以通过两种方式访问着色器图中的菲涅耳,一种是使用菲涅耳节点。访问fresnel的另一种方法是使用层权重节点。

那么我们该选哪一个呢?对于物理上精确的IOR值,请使用菲涅耳节点。为了更容易使用和访问面层值,请使用层权重节点。

使菲涅耳更加可调

虽然使用原理BSDF镜面反射值来调整菲涅耳可能适用于基本材料,但我们可能想夸大它,而金属材料没有我们可能想要的任何菲涅耳。

要将菲涅耳高亮显示添加到我们的Principled BSDF材质中,请转到add>搜索并查找层权重节点、Mix Shader、Glossy BSDF,然后将这三个节点都放在着色器图中。

将Principled BSDF输出连接到混合着色器节点的第一个输入,然后将Glossy BSDF连接到混合着色节点的第二个输入。最后,将层权重菲涅耳输出连接到混合着色器的fac输入,并将混合着色器输出连接到材质输出曲面输入。

现在,我们可以使用层权重节点的混合因子来更改菲涅耳衰减。我们可以通过改变菲涅耳的光泽来改变它的颜色。增加光泽节点的粗糙度也会改变菲涅耳的强度。

最后,为了获得更艺术的效果,我们可以用发射着色器代替有光泽的BSDF,或者我们可以直接插入我们想要的菲涅耳颜色,使我们的菲涅耳看起来像一个高光。

这种菲涅耳效果也可以应用于我们设置的任何着色器,只需将其插入混合着色器的第一个输入即可。

菲涅耳是我们在基本上所有材料中都能看到的一种效果,因此了解它是什么以及它是如何工作的可以帮助我们更好地微调材料。除此之外,我们还可以更好地重现逼真的材料,并使用菲涅耳来获得不一定逼真的艺术效果。