摘要

院

许多读者在制作效果图时，

渲染效果总不是很逼真，

达不

到

“照片级”

效果，

主要原因是材质的设置上不到位，

而本文将阐述最

优秀、

高效的菲涅尔反射的方法设置材质。无论是在

3ds

max

软件

本身，

还是在

VRay

中，

如果正确使用菲涅尔反射的方法，

不但能达

到

“照片级”

的渲染效果，

而且条理清晰、

方便快捷。

关键词

院

菲涅尔反射定律

光泽度

折射

1

菲涅尔反射定律

要想制作一个逼真的材质，

就必须掌握材质的表达方

式。

它分为物理属性和物理特性。

物理属性包括自发光、

透

明、

光滑、

折射、

反射、

高光。

透明与折射相互关系。

物理特

性包括颜色、

纹理、

凹凸等。

物体的颜色、

纹理，

可用贴图来

表达，

那么物体的真实质感是靠什么表达的呢？

是靠反射、

折射来表达的。

光的反射定律由法国土木工程兼物理学家菲涅耳

(1788～1827)提出。

他发现了反射

/

折射与视点角度之间

的关系。因此，

光的反射又称为菲涅尔反射。如果你站在

湖边，

低头看脚下的水，

你会发现水是透明的，

反射不是

特别强烈；

如果你看远处的湖面，

你会发现水并不是透明

的，

但反射非常强烈。这就是

“菲涅尔效应”

。在真实世界

中，

除了镜子、

金属之外，

其它物质均有不同程度的

“菲涅

尔效应”

。

[1]

光从真空射入介质发生折射时，入射角

γ

的正弦值

与折射角

β

正弦值的比值

（sinγ/sinβ)叫做介质的

“绝对

折射率”

，

简称

“折射率”

[2]

。

它表示光在介质中传播时，

介质

对光的一种特征。一些常用物质的折射率值，

水

1.3333、

水晶

2.0、

玻璃

1.5-1.7、

瓷

1.4……

在调制材质时，

水与玻璃都是透明的，

但如何区分呢？

就是靠折射率的不同。

菲涅尔反射：

现实中的物质折射率在

1.0-2.4

之间的

物质都属于菲涅尔反射。

可以将世界上的物质分为三大类。一是只有漫反射、

没有反射

（粗糙)的物质。制作材质时，

不给反射

不给折

射。

漫反射是指在粗糙物体表面进行反射。

[3]

二是镜面反射

的物质。

如镜子、

金属。

三是菲涅尔反射的物质。

90%的世

界物质属于此类。

2

菲涅尔反射定律在

3ds

max

中的应用

在

3ds

max

中，

渲染器要设置为扫描线渲染器。

而在

材质编辑器中，

要在

“standard”

中选择

“光线跟踪”

，

这是

在制作材质，

而有的用户在

“贴图”

卷展栏中的

“反射”

、

“

折

射”

通道中选择

“光线跟踪”

，

只起到提亮材质的作用，

是在

贴图上

“作文章”

。

在反射中，

黑色代表无反射，

白色代表反

射最强。

制作金属等，

要将反射调强些。

要想成为

Fresnel，

必须在反射右侧的对号处双击，

这时，

就可以在折射率中

输入要制作的物体的折射率。而在透明度中，

黑色代表不

透明，

白色代表完全透明。

在制作材质时，

场景中不能只有

一个物体渲染，

必须将物体放置于一空间环境中，

才能达

到反射、

折射效果。

针对世界上三大物质，

在材质编辑中做如下处理：

①没有反射

（粗糙)

的物质。例如“布艺沙发”

，

用

“standard”

材质制作，

不选择

“光线跟踪”

。例如在漫反射

通道中选择

“衰减”

。

②镜面反射的物质。

例如镜子和金属等。

选择

“光线跟

踪”

，

并选中

“反射”

，

调整颜色为黑白灰来控制反射的程

度，

金属可设为灰白，

镜子设为白色。

③菲涅尔反射的物质。

这是世界上大部分的物质。

选

择

“光线跟踪”

，

在反射右侧的对号处双击，

成为

Fresnel，

在折射率中输入要制作的物体的折射率。

3

菲涅尔反射定律在

VRay

中的应用

当成功安装了

vray

之后，

max

之中有三个地方可充

分利用

vray。

一是渲染器中，

二是材质中，

三是灯光中。

但

是必须在成功指定

vray

为渲染器之后，材质编辑器中才

会出现多种

vray

材质。在材质编辑器中有多个

Vray

材

质，

但核心的、

使用频率较高的材质是

VrayMtl,即

vray

标

准材质。

[4]

在反射中，

反射为黑色，

则无反射。反射为白色，

有反

射。

也可为灰白色，

适用于金属类、

合金、

不锈钢等。

不是菲

涅尔物体，

反射可调。

但如果物体为菲涅尔反射，

反射颜色

必须调成纯白，

有助于菲涅尔物质的渲染效果。折射率要

在

“折射”

中调整。例如：

石材的折射率为

1.4，

然后在漫射

中加载石材贴图。

在这里特别要强调的是

“反射”

中的光泽度。

光泽度是

物体的表面光滑程度，

它决定着反射的强弱，

同时，

也反映

着物体表面真实的模糊反射效应。光泽度为

1

时，

物体绝

对光滑，

没有高光点，

模糊反射关闭。光泽度小于

1

时，

逐

渐粗糙，

值越小，

物体越粗糙，

高光面积越大，

模糊反射越

强。物体表面越光滑，

高光面积越小，

反射越强，

模糊反射

越弱。

细分，

控制着模糊反射的质量、

精细程度。

设置高光

光泽度按钮

“L”

，

则

“高光光泽度”

显示变实，

能够修改。正

常情况下，

高光会随着光泽度而变化，

但如果想单独调整

高光，

“

光泽度”

则实现不了，

所以可将

“高光光泽度”

解除

锁定，

输入数值。此时，

“

光泽度”

只能控制模糊反射，

控制

不了高光，

高光由

“高光光泽度”

决定。

[5]

“反射”

中的菲涅尔折射率是非常重要的参数。

设置菲

涅尔物质一般先将

“反射”

中的菲涅尔反射选中，

再改变

“折射”中的折射率。但有时在渲染时要达到一个特殊效

果，

比如地板，

菲涅尔反射选中，

折射率为

1.2，

想使地板的

表面反射再强些，

如果改折射率，

那么物体的材料根本属

性改变，

不再是地板，

因此可点击

“菲涅尔反射”

右侧的

“L”

键，

解除锁定，

再改变菲涅尔折射率。

“折射

“中的

“折射

率”

：

既控制着反射，

又控制着折射变形。

折射率越高，

物体

表面反射越强。

折射率越高，

对透明物体的折射变形越强。

论菲涅尔反射定律在

3ds

max

和

VRay

中的应用

刘鑫

（

抚顺市第一中等职业技术专业学校

）

实用科技

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