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Réfraction

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Réfraction

Message par Gogo le Mar 12 Déc - 23:36

par Mouss » sam. 20 févr. 2016 19:14

Indice de réfraction pour le graphismes 3D expliqué

La lumière voyage à travers différentes substances à des vitesses différentes. D'une manière générale, la densité de la substance, se déplace plus lentement que la lumière. Lorsque la lumière pénètre une substance dans un angle, ce changement de vitesse provoque le rayon qui est dévié, ou plié.

Cette flexion est appelé réfraction. Le montant que la substance courbe la lumière est sa réfraction (ou de réfraction) Index ou RI. (Il est déterminé en utilisant la loi de Snell, qui est, le sinus de l'angle d'incidence (l'angle sous lequel la lumière pénètre) sur le sinus de l'angle de réfraction (l'angle est plié pour) est égale à la RI de la substance.)

Parce que l'indice de réfraction pour une substance donnée à une température et une pression données est une constante, les indices de réfraction sont utilisés dans le monde réel pour déterminer le pourcentage d'eau dans un échantillon de miel à la composition et la pureté des pierres précieuses.

Dans notre monde virtuel, nous utilisons l'indice de réfraction pour améliorer la réalité de notre rendus.



Indices de réfraction pour de nombreuses substances sont disponibles sur le web. (Je l'ai posté une liste de réfraction à la fin de ce post.) Vous pouvez simplement les regarder et les essayer.

Différents programmes vous permettre de mettre cette réfraction quelque part.

ici exemple pour Modo :


Connaissant l'indice de réfraction correcte cela ajoute du réalisme à vos rendus. Par exemple, l'un de ces verres (ci-dessous) est de l'eau virtuel, et on a une solution de sucre de 80% . Vous pouvez probablement deviner correctement ce qui est de l'eau. Même si vous ne pouvez pas savoir le RI de l'eau, vous avez appris ce qui semble «vrai» dans la réalité.



Pour beaucoup de liquides, vous pouvez le deviner "assez proche" de la bonne RI en utilisant quelque chose de similaire. Par exemple, si vous savez que la RI de l'eau est de 1,333 et le RI d'une solution de sucre de 80% est de 1,49, vous pouvez deviner que la RI d'un verre de thé sucré serait quelque part entre les deux. Et vous auriez raison. Plus vous avez fait de RI, le plus doux le thé sera.

Si cela ne suffit pas pour vous, vous ne pouvez pas trouver le RI du liquide que vous voulez sur le Web. Ou si vous aimez les expériences scientifiques, vous pouvez le découvrir par vous-même. (Vous pouvez simplement acheter un réfractomètre, aussi, ceux qui permettront de mesurer l'Indice de réfraction (ND) ils ne sont pas pas cher.

Lors du rendu des pierres précieuses, c'est plus compliqué, parce que «en vrai» dans une pierre de taille en fonction de l'angle des facettes et l'indice de réfraction de la pierre.

Si les angles des facettes sont trop bas, la lumière s'échappe avant qu'elle reflète et reduise à l'intérieur. Si elles sont trop élevés, la lumière rebondit sur les côtés de la pierre, et vous ne voyez pas la réflexion.

L'angle sous lequel la lumière ne peut échapper est appelé «angle critique." (Angle critique = sin-1 (1 / RI) où RI est l'indice de réfraction de la pierre.)



Pour un éclat maximum, les angles de la pierre doivent être entre l'angle critique et l'angle de réflexion. Si vous le faites calcul, vous verrez que plus le RI est large, plus de fenêtre, vous avez entre ces deux angles.

Donc, si vous voulez vraiment utiliser une certaine forme ou coupe de gemme, vous constaterez que vous avez "noeuds papillons" (facettes sombres) ou «yeux de poisson» (places dans le centre du bijou où il n'y a pas de réflexions,) la solution rapide est d'augmenter la RI. Je sais, c'est inexact mais parfois il est logique de sacrifier la précision pour l'esthétique.

Quartz RI 1.544


Cristal RI 2.00


Vous pouvez calculer le RI minimum nécessaire pour un modèle particulier en mesurant l'angle le plus aigu dans le pavillon (en bas de la pierre.) Supposons que c'est l'angle critique.



L'indice de réfraction sera 1 divisé par le sinus de cet angle. Alors, sortez votre calculatrice scientifique , assurez-vous que vous travaillez en degrés pas en radians, entrer l'angle, et appuyez sur le bouton. Entrez ce nombre dans la mémoire, entrez 1, appuyez sur la touche de division, rappeler la mémoire, et appuyez sur le bouton égal. Voilà le plus bas RI qui vous donnera la vie sur cette pierre. Réglage de la RI dans le programme est juste un poil supérieur devrait le faire.

L'autre endroit où utiliser l'indice de réfraction dans la modélisation est de déterminer le Glancing Angle du Fresnel rapide Shader dans Lightwave par exemple. "l'angle de Bragg" est l'angle de la caméra, où les effets de Fresnel (une augmentation de la réflexion et de diminution de la transparence) commencent à prendre effet, de sorte que vous pouvez utiliser cela n'importe où dans votre programme préféré où vous avez un contrôle analogue.

Pour un effet plus réaliste, il doit être réglé à l'angle de Brewster pour le matériel. (Lorsque la lumière frappe une surface à un angle particulier, les rayons réfléchis et ont la même polarisation. Voilà l'angle de Brewster, et il varie en fonction de la RI de la surface. Si vous connaissez déjà le concept de la lumière polarisée :

[site]http://www.upscale.utoronto.ca/GeneralInterest/Harrison/SternGerlach/Polarisation.html[/site]

Aucun effet Fresnel


LightWave réel Fresnel


LightWave Fresnel rapide


Comme vous pouvez le voir sur le poisson en verre, Effets Fresnel ajoutent beaucoup au réalisme, et Fresnel est faux et en utilisant l'angle de Brewster donne les mêmes résultats que le Fresnel réel (calculée directement à partir du RI), mais avec l'avantage supplémentaire de mieux contrôler sur des choses comme faits saillants. (Merci à Arnie Cachelin pour cette précision.)

Soit dit en passant, si vous vous êtes jamais demandé comment ils calculent la RI pour des choses comme l'or, (laquelle aucune lumière va pénétrer) - ils utilisent l'angle de Brewster!

Voici maintenant les Indices de Réfraction

Pierres précieuses

Agate 1,544 à 1,553
Alexandrite 1,746 à 1,755
Almandine 1,75 à 1,83
Ambre 1,539 à 1,545
Amethyst 1,532 à 1,554
Ammolite 1.52 -1.68
Andalousite 1,629 à 1,650
apatite de 1,632 à 1,42
Aquamarine 1,567 à 1,590
Axenite 1,674 à 1,704
Beryl 1,57 à 1,60
Beryl, Rouge 1,570 à 1,598
calcédoine 1,544 à 1,553
Chrome Tourmaline, 1,61 à 1,64
Citrine 1,532 à 1,554
Clinohumite 1,625 à 1,675
Coral 1,486 à 1,658
cristal 2.000
Crysoberyl, Catseye 1,746 à 1,755
Danburite 1,627 à 1,641
diamant 2.417
Emerald 1,560 à 1,605
Emerald Catseye 1,560 à 1,605
Flourite 1.434 Garnet, Grossulaire 1,72 à 1,80
Garnet, Andradite 1,88 à 1,94
Garnet, Demantiod 1,880 à 1,9
Garnet, Mandarin 1,790 à 1,8
Garnet, Pyrope 1,73 à 1,76
Garnet, Rhodolite 1,740 à 1,770
Garnet, Tsavorite 1,739 à 1,744
Garnet, Uvarovite 1,74 à 1,87
Hauyn 1.490 - 1.505
Iolite 1,522 à 1,578
Jade, jadéite 1,64 à 1,667
Jade, néphrite 1,600 à 1,641
Jet 1.660
Kunzite 1,660 à 1,676
labradorite 1.560 - 1.572
Lapis Lazuli 1,50 à 1,55
Moonstone 1,518 à 1,526
Morganite 1,585 à 1,594
Obsidian 1,50
Opal, Noir 1,440 à 1,460
Opal , feu de 1,430 à 1,460
Opale, blanc de 1,440 à 1,460
Oregon Sunstone 1,560 à 1,572
Padparadja 1,760 à 1,773 Perle de 1,53 à 1,69
Peridot 1,635 à 1,690
Quartz 1,544 à 1,553
Ruby 1,757 à 1,779
Sapphire 1,757 à 1,779
Sapphire, Star 1,760 à 1,773
Spessarite 1,79 à 1,81
spinelle de 1,712 à 1,717
spinelle, Bleu 1,712 à 1,747
spinelle, Rouge 1,708 à 1,735
Star Ruby 1,76 - 1.773
Tanzanite 1,690 à 1,7
Tanzanite 1,692 à 1,700
Topaz 1,607 à 1,627
Topaz, Imperial 1,605 à 1,640
Tourmaline 1,603 à 1,655
Tourmaline, Bleu 1,61 à 1,64
Tourmaline, Catseye 1,61 à 1,64
Tourmaline, vert 1,61 à 1,64
Tourmaline, Paraiba 1,61 à 1,65
Tourmaline, Rouge 1,61 à 1,64
Zircon 1,777 à 1,987
zircone, cubique 2,173 à 2,21

Les métaux

Aluminium 1,39
Cuivre 2,43
Or 0,166 Mylar 1,65
Nickel 1,08
Platinum 2.33
Argent 1,35
Titanium 2.16

liquides communs

Acétone 1,36
alcool, Ethyl (grain) 1,36
Alcool, méthyle (bois) 1.329
Beer 1.345
boissons gazéifiées 1,34 à 1,356
Fruit Juice
chlore (Liq) 1.385
jus de canneberge (25%) 1,351
Glycérine 1,473
Honey, la teneur en eau de 13% 1.504
Honey, 17% teneur en eau 1.494 Honey, 21% la teneur en eau 1.484
Ice 1.309
Lait 1,35
huile, clou de girofle 1.535
huile, citron 1,481
Oil, Néroli 1.482
huile, Orange 1.473
huile de carthame 1.466
huile, légumes (50 ° C) 1,47
Huile de Wintergreen 1.536
Rhum, Blanc 1.361

Sources du Tuto de : Robin Wood et Merci a Keikein pour la liste des indices.
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