Neste artigo especial escrito por Christopher Nichols, conheceremos mais sobre o chamado Glossy Fresnel, que estará presente na nova atualização do V-Ray.
(Artigo originalmente publicado por Christopher Nichols no Chaos Group Labs. Para ver a versão original em inglês, clique aqui)
Uma das diferenças entre o shader alSurface e o material VRayMtl padrão do V-Ray 3.4 é que o Fresnel é afetado pelo glossiness do material de acordo com seu BRDF. Esta feature é mais comumente chamada de Glossy Fresnel (ou, algumas vezes, Rough Fresnel). Nos próximos service packs, Glossy Fresnel será implementada aos shaders padrão do V-Ray, por isso este é um bom momento para examinarmos mais de perto o que isso significa e porquê é mais preciso.
A primeira coisa a se lembrar é que o efeito Fresnel em si. Cada material tem um valor de Fresnel que é indicado pelo seu índice de refração (IOR). Este valor mostra quanto um raio será refletido pela superfície em relação a quanto será absorvido por ela. Superfícies vistas de ângulos mais rasos refletem mais da luz que chega em comparação àquelas de frente para a câmera. Ou, mais importante, superfícies com normais viradas para a câmera refletem menos comparado a normais viradas para outras direções.
A segunda coisa que devemos entender é a diferença entre BRDFs que levam em consideração microfaces e aquelas que não. Como um exemplo específico do primeiro tipo temos o GGX, enquanto Phong é um exemplo do segundo.
Usando Phong como exemplo, dependendo dos valores de glossiness, teremos uma distribuição de raios baseada num rebatimento de forma previsível. Entretanto, para todos os raios distribuídos, ele assume que a normal daquele raio é a mesma da superfície. Assim, o efeito Fresnell da reflexão irá afetar os raios espalhados de maneira idêntica.
Um BRDF microfacetado como o GGX, imita a imperfeição da superfície como se ela fosse feita de uma superfície rugosa em nível microscópico. Torna-se, assim, uma representação mais precisa do que a superfície realmente está fazendo. Ao invés de imaginar um único raio sendo espalhado igualmente, imagine raios individuais sendo espalhados em direções diversas baseado nas microfaces.
Cada microface tem sua própria normal que, baseada na superfície, é geralmente orientada em direção ao raio. Os ângulos mais rasos em uma superfície rugosa têm normais que não são tão agudas quanto as de uma superfície lisa, o que significa que eles estarão mais virados para a câmera quando comparados ao uma superfície brilhosa. Assim, ângulos mais rasos de uma superfície rugosa terão menos efeito do Fresnel se comparados a uma superfície mais brilhosa.
Vejamos agora alguns exemplos:
Aqui temos um exemplo prático do efeito Glossy Fresnel ligado e desligado:
Na maior parte do tempo, a maioria das pessoas vai perceber apenas que o reflexo geral está menos intenso. Entretanto, por conta do Glossy Fresnel ser mais fisicamente preciso, o resultado será mais próximo da realidade e melhor se comparado a uma referência.
Obrigado ao artista Fausto De Martini pelos modelos:
