渲染 光线的传播之反射

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光线的传播之反射

在渲染的所有环节中光线是最为重要的一个要素，为了更好地理解渲染的原理，首先来认识一下现实世界中光线的传播方式：反射、折射、透射，本文将着重介绍光的反射。

光线的传播——反射

光的反射是一种光学现象，指光在传播到不同的物质时，在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象。光遇到水面、玻璃以及其他许多物体的表面都会发生反射。当光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象，叫做光的反射。

简言之光线的反射是指光线在运动过程中碰到物体表面并回弹的现象。它包括漫反射和镜面反射两种方式。所有能看得见的物体都受这两种方式的影响，如下图所示为光线的反射示意图。

镜面反射：平行光线射到光滑表面上时反射光线也是平行的，这种反射叫做镜面反射。

漫反射：平行光线射到凹凸不平的表面上，反射光线射向各个方向，这种反射叫做漫反射。

表面平滑的物体，易形成光的镜面反射，形成刺目的强光，反而看不清物体，通常情况下可以辨别物体之形状和存在，是由于光的漫射之故，下图所示为镜面反射和漫反射示意图。

反射是体现物体质感的一个非常重要的因素。

首先是颜色，当物体将所有的光线反射出去时，人眼就会看到物体呈现白色；当物体将光线全部吸收而不反射时，物体会呈现黑色；当物体只吸收部分光线然后将其余的光线反射出去时，物体就会表现出各种各样的色彩。例如，当物体只反射红色光线而将其余光线吸收后会呈现为红色。

其次是光泽度，光滑的物体，总会出现明显的高光，例如玻璃、瓷器、金属等；而没有明显高光的物体，通常都是比较粗糙的，如砖头、瓦片、泥土等。高光的产生也是光线折射的效果，是其中“镜面反射”在起作用，光滑的物体有一种类似“镜子”的效果，它对光源的位置及颜色是非常敏感的。所以，光滑的物体表面只“镜射”出光源，着就是物体表面的高光区。越光滑的物体高光范围越小，强度越高。

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