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Riflessione Speculare

Diversamente dalla Diffusione, la riflessione Speculare è dipendente dal punto di vista. Secondo la legge di Snell, la luce che ricade su una superficie a specchio sarà riflessa di un angolo che riflette l'angolo della luce incidente, il che rende l'angolo di vista molto importante. La riflessione speculare ha una forma forte, molto luminosa, e la superficie appare lucente (Riflessione Speculare).

In effetti, la Diffusione e la riflessione Speculare sono generate esattamente dallo stesso processo di dispersione della luce. La Diffusione è dominante da una superficie con tante piccole asperità, rispetto alla lunghezza d'onda, tale luce viene riflessa in tante direzioni diverse da ciascun piccolo pezzo della superficie con piccole variazioni dell'angolazione della superficie. La riflessione Speculare, d'altronde, prevale su una superficie liscia, rispetto alla lunghezza d'onda. Questo implica che i raggi dispersi da ciascun punto della superficie siano diretti quasi nella stessa direzione, invece che essere diffusi in modo sparpagliato. È solo una questione di scala del dettaglio. Se le asperità della superficie sono più piccole della lunghezza d'onda della luce incidente essa appare piatta come uno specchio.

Nota È importante insistere sul fatto che il fenomeno della riflessione Speculare discusso qui non è la riflessione che si vedrebbe in uno specchio, ma piuttosto la luce che si vedrebbe su una superficie lucida. Per ottenere vere riflessioni da specchi è necessario usare il raytracer interno. Fare riferimento alla sezione specifica di questo manuale.

Come la Diffusione, la riflessione Speculare ha diverse implementazioni, o shaders speculari. Inoltre, ciascuna di queste implementazioni condivide due parametri comuni: il colore Speculare e l'energia della specularità, nell'intervallo [0-2]. Questo consente in realtà di versare più energia da disperdere della riflessione speculare come se fosse energia incidente. Come conseguenza, si ha che un materiale ha almeno due diversi colori, uno diffuso, ed uno speculare. Il colore speculare è normalmente impostato come bianco puro, ma può avere un valore diverso per ottenere degli effetti particolari. I quattro ombreggiatori speculari sono:

• CookTorr - Questo è stato il solo Ombreggiatore Speculare di Blender fino alla versione 2.27. Infatti, fino a tale versione non era possibile impostare separatamente ombreggiatori diffusi e speculari ed è stata una semplice implementazione del materiale. Accanto ai due parametri standard questo shader ne usa un terzo, hardness (durezza), che regola la larghezza della zona speculare. Più basso è hardness, più larga è la zona.

• Phong - Questo è un diverso algoritmo matematico, usato per calcolare la specularità. Esso non molto diverso dal CookTorr, ed è manovrato dagli stessi tre parametri. Comunque è più orientato verso i materiali plastici.

• Blinn - Questo è un ombreggiatore speculare più vicino alle leggi della fisica, pensato per accoppiarlo a quello diffuso di Oren-Nayar. Esso è più fisico in quanto aggiunge un quarto parametro, un index of refraction (IOR) (indice di rifrazione), ai suddetti tre. Questo parametro non viene in realtà usato per calcolare la rifrazione dei raggi (per questo ci vuole un ray-tracer), ma per calcolare correttamente l'intensità e l'estensione della riflessione speculare secondo la Legge di Snell. I parametri Hardness e Specular consentono un ulteriore grado di libertà.

• Toon (Fumetto) - Questo ombreggiatore speculare si accoppia con quello della diffusione di Toon. È progettato per produrre zone nette ed uniformi tipiche dei fumetti. Non ha hardness mentre ha una coppia di parametri Size e Smooth per indicare l'estensione e la nitidezza delle zone speculari.

• WardIso - Questo ombreggiatore speculare è principalmente orientato verso i materiali plastici. Comparato all'ombreggiatore Phong, questo ha rilievi speculari più definiti. Usa un parametro supplementare, rms.

Grazie alla sua flessibile implementazione, che tiene separati i fenomeni della diffusione e della riflessione speculare, Blender consente di controllare facilmente quanta della luce incidente cadente su un punto di una superficie venga sparpagliata in giro, quanta di questa è riflessa come specularità, e quanta non sia assorbita. Questo, a sua volta, determina in quali direzioni (ed in che quantità) la luce sia riflessa da una data sorgente di luce; vale a dire, da quale sorgente (ed in quale quantità) la luce viene riflessa verso un dato punto del piano visivo.

È molto importante ricordare che il colore del materiale è solo uno degli elementi nel processo del rendering. Il colore in effetti è il prodotto del colore della luce e di quello del materiale.