Fresnel效果和颜色色散简介

1.Fresnel效果

一般来说，当光到达2种材质的接触面时，一些光在接触面的表面被反射出去，而另一部分光将发生折射穿过接触面，这个现象称为Fresnel效果。Fresnel公式描述了多少光被反射和多少光被折射。下面是Fresnel公式的一个近似：

reflectionCoefficient=max(0,min(1,bias+scale×(1+I·N)^power))

反射系数reflectionCoefficient的范围被限制在[0,1]之间，我们根据下面的公式使用reflectionCoefficient来混合反射和折射向量（C代表颜色）：

C_Final=reflectionCoefficient×C_Reflected+(1-reflectionCoefficient)×C_Refracted

还有一个比较常用的近似计算Fresnel的公式：
fastFresnel = r + ( 1-r ) * pow ( 1.0 – dot ( viewDir, normal ), 5.0);
反射系数r的值可以通过物理测量获得，例如空气到水面的反射系数约为0.02037。
从而
C_Final=fastFresnel×C_Reflected+(1-fastFresnel)×C_Refracted

2.颜色色散

折射量除了基于表面法向量、入射角和折射系数比率外，还决定于入射光的波长。例如，红光要比蓝光折射得多，这个现象称为颜色色散（chromatic dispersion）。这就是为什么当白光进入棱镜会形成一个彩虹的原因。

真正的光有一个波段的波长，而不仅仅只有3个特殊的离散波长。但我们可以近似地只模拟光的红、绿和蓝色分量的波长。实践证明，这种近似是有效的。

结合了颜色色散的Fresnel效果将创建一种彩虹效果，就好像被渲染的物体是由水晶做成的一样。