Bu, Beer Yasasını uygulamanın doğru yolu mu?

Beer yasasını uyguladığımda (bir cisimden uzaklaştıkça renk emilimi), bir sebepten dolayı asla çok iyi görünmüyor.

Nesnenin arkasındaki renk olduğunda, ayarlanan rengi şu şekilde hesaplarım:

const vec3 c_absorb = vec3(0.2,1.8,1.8);
vec3 absorb = exp(-c_absorb * (distanceInObject));
behindColor *= absorb;

Bu bana böyle bir şey verecektir (biraz kırılma uygulandığını unutmayın):

Ve burada kırılma yok:

Bunun burada bir gölgelendirici oyuncak olarak uygulandığını unutmayın .

Bu, Beer yasasının yaptığı şeyin açıklamasını yerine getirir, ancak bu gibi çekimlerle karşılaştırıldığında çok iyi görünmüyor:

Aynasal vurgular bir yana, farkı anlamaya çalışıyorum. Geometrimin gerçekten çok iyi göstermesi çok basit olabilir mi? Yoksa yanlış mı uyguluyorum?

Görüntünüz kesinlikle doğru görünmüyor ve gözünüzün içinden geçerken ışık ışınlarının iç yolunu doğru bir şekilde hesaplayamadığınız anlaşılıyor. Görünüşe göre, görüş ışının küpün içine ilk girdiği nokta ile ilk önce iç duvara çarptığı nokta arasındaki mesafeyi hesapladığınızı ve bunu emme mesafeniz olarak kullandığınızı söyleyebilirim. Bu aslında ışığın bir duvara ilk kez vurduğunda camdan her zaman çıkacağını varsayar ki bu da zayıf bir varsayımdır.

Gerçekte, ışık havadan cam içine girdiğinde, genellikle camdan hemen çıkmaz. Çünkü ışık cam / hava arayüzüne çarptığında, toplam iç yansıma (TIR) olarak bilinen bir fenomen meydana gelebilir. TIR, ışık, daha yüksek kırılma indisine (IOR) sahip bir ortamdan daha düşük bir IOR'ye sahip bir ortamdan geçtiğinde ortaya çıkar; bu, bir cam nesnenin iç duvarına isabet eden ışık durumunda tam olarak gerçekleşir. Wikipedia'dan gelen bu resim, ortaya çıktığında neye benzediğinin iyi bir görsel gösterisidir:

Temel olarak, bunun anlamı, ışık sığ bir açıyla vurursa, ışığın ortamın içinden tamamen yansıyacağıdır. Bunu hesaba katmak için Fresnel denklemlerini değerlendirmeniz gerekirışık ışınınız her cam / hava arayüzüne (AKA ağınızın iç yüzeyi) çarptığında. Fresnel denklemleri, yansıyan ışığın kırılan ışığın miktarına oranını söyleyecek, TIR durumunda ise 1 olacaktır. Daha sonra, uygun yansıyan ve kırılan ışık yönlerini hesaplayabilir ve ışığın yolunu ortamın içinden veya dışından izlemeye devam edebilirsiniz. Düzgün bir saçılma katsayısına sahip basit bir dışbükey ağ kabul ederseniz, Birader yasası için kullanılacak mesafe, ortamdan çıkmadan önce tüm iç yol uzunluklarının toplamı olacaktır. İşte bir küp, saçılma katsayılarınız ve IOR 1.526 (soda kireç camı) ile, hem iç hem de dış yansımaları ve kırılmaları açıklayan kendi yol izleyicim kullanılarak oluşturulan şuna benziyor:

Sonuçta iç yansımalar ve kırılmalar, camı cam gibi gösteren şeyin önemli bir parçasıdır. Basit yaklaşımlar, zaten bildiğiniz gibi, gerçekten kesmiyor. Birden çok kafes ve / veya dışbükey olmayan kafes eklerseniz daha da kötüleşir, çünkü sadece iç yansımaları hesaba katmakla kalmaz, aynı zamanda ortamı terk eden ve farklı bir noktaya giren ışınları da hesaba katmanız gerekir.