Прозрачность (transparency) и непрозрачность (opacity) — это противоположные друг другу термины, обозначающие одну и ту же характеристику объекта. С их помощью определяется объем света, который может проходить сквозь объект. Если прозрачность установлена на уровне 100% (или непрозрачность на уровне 0%), то объект станет невидимым. Если уровень прозрачности равен 0% (или непрозрачности 100%), следовательно, объект станет полностью непрозрачным. Любое другое значение делает объект более или менее прозрачным (рис. 6.9).
Прозрачность
Рис. 6.9. Прозрачность определяет степень видимости фоновых изображений, заслоняемых объектом. Объект с уровнем прозрачности 100% практически невидим, если не считать его зеркальных бликов
Обратите внимание, что если в используемой программе не поддерживается технология трассировки лучей, некоторые прозрачные объекты могут выглядеть не очень реалистично, поскольку материал будет преломлять световые лучи по принципу, отличному от преломления света реальными объектами. Более подробная информация по этой теме представлена далее в настоящей главе, в разделе "Рефракция".
На свойства материала влияют некоторые дополнительные параметры прозрачности. Во-первых, материал можно сделать отфильтрованным, аддитивным или суб-трактивным (рис. 6.10). Фильтрованные материалы умножают цвет позади прозрачной поверхности на определяемый пользователем цвет фильтра. В зависимости от соотношения между цветом фильтра и цветом пикселей позади прозрачной поверхности, этот параметр либо вообще не имеет никакого эффекта, либо оттеняет и/или затемняет фоновые пиксели. Фильтрование материалов является наиболее часто используемым параметром прозрачности.
Типы прозрачности
Рис. 6.10. На материалы, видимые сквозь прозрачные части объекта, воздействуют аддитивные или субтрактивные параметры прозрачности. При использовании субтрактивных материалов затеняются значения RGB фильтрованных фоновых пикселей, тогда как при использовании аддитивных материалов значения RGB увеличиваются
Аддитивные материалы уменьшают значение RGB для любых поверхностей, видимых сквозь прозрачные области объекта, путем добавления диффузного цвета объекта к цветам того объекта, который расположен за прозрачной поверхностью. Использование аддитивной настройки для прозрачных объектов дает более реалистичный эффект, поскольку создает впечатление, что на объект попадает свет от нескольких источников освещения.
Субтрактивные материалы затемняют фон, вычитая фильтрованный цвет из цветов, расположенных за прозрачной поверхностью.
Еще одним важным параметром прозрачных объектов является односторонность (one-sided) или двусторонность (two-sided). Это свойство определяет, нужно ли учитывать при визуализации грани на противоположной стороне объекта. По умол чанию установлена односторонность, так как это ускоряет визуализацию, а невидимые грани непрозрачного объекта в любом случае не видны. Тем не менее, поскольку противоположная сторона реального прозрачного объекта видима, то при его моделировании нужно определить свойство двусторонности.
Спад (falloff) — это еще одно свойство, используемое вместе с прозрачностью для определения степени проницаемости объекта для световых лучей в разных его гранях. Спад использует угол нормали грани для определения степени отклонения от общих настроек прозрачности. Грани, перпендикулярные с точки зрения стороннего наблюдателя, остаются неизменными, тогда как грани, расположенные под наибольшим углом к зрителю, изменяются более коренным образом. Этот эффект также называется эффектом Френеля (Fresnel), и классическим его примером будет, например, плавательный бассейн, наполненный водой — если посмотреть в него сверху вниз под прямым углом, то можно увидеть дно, но если взглянуть под более пологим углом, поверхность воды будет казаться зеркальной.
Существует два параметра слада: внутренний и наружный (рис. 6.11). При наружном спаде (inward falloff) степень прозрачности уменьшается по мере того, как грани поворачиваются ребром. Таким образом можно моделировать материалы, которые уплотняются по краям, например, объекты из выдувного стекла. При внешнем спаде (outward falloff) степень прозрачности уменьшается по мере поворота граней перпендикулярно к линии обзора, что позволяет создавать материалы, уплотняющиеся к центру, например, емкость с темной, густой жидкостью.
Спад
Рис. 6.11. Спад определяет уровень прозрачности объекта в щнтре по отношению к его краям. Спад может быть внутренним или наружным
Рефракция
С помощью рефракции (refraction) определяется уровень преломления светового потока, проходящего сквозь прозрачный объект. Эта функция моделирует естественное преломление света при его прохождении сквозь различные материалы (рис. 6.12). Преломление поддерживается только в программах с технологией трассировки лучей, однако имитируется и в других программах посредством наложения текстур преломления (см. раздел "Каналы карт" далее в этой главе).
Рефракция
Рис. 6.12. Значение рефракции определяет степень преломления световых лучей, проходящих сквозь прозрачный объект. Если коэффициент преломления равен единице, то никакого преломления не происходит. Повышение коэффициента приводит к увеличению отклонения света
Благодаря прозрачным объектам и преломлению можно создавать красивые сцены с трассировкой лучей, в которых используются только простые, но тщательно освещенные и упорядоченные формы. Поскольку преломление основано на физических законах, существует возможность создания увеличительных линз, которые затем добавляются на сцену.
Степень рефракции определяется величиной, называемой коэффициентом преломления (index of refraction). Если коэффициент преломления равен 1.0, следовательно, преломление не осуществляется. Коэффициенты преломления разных материалов можно найти в справочной литературе, посвященной химии и физике. Ниже приведены коэффициенты преломления некоторых наиболее распространенных материалов (округленные до сотых).
|
Алмаз Изумруд |
2,42 1,57 |
|
Стекло |
1,5-1,9, в зависимости от свойств |
|
Лед |
1,3 |
|
Опал |
1,45 |
|
Кварц |
1,5 |
|
Рубин |
1,77 |
|
Вода |
1,33 |
⇐Анизотропные блики || Оглавление || Светимость⇒