今回はフレネル効果と呼ばれるものについて解説していきます。
見た目の変化を中心に概要を説明します。
フレネル効果とは
視線（カメラ）と表面の角度によって反射の強さが変わる現象のことを言います。
例えば、水たまりを真上から見ると透けて見えますが、斜めから見ると鏡のように空を反射して見えますね。
この現象をフレネル効果と呼びます。
ＣＧでこれがどのように再現されているのか確認してみましょう。
サンプルシーンの説明
こんな感じのサンプルシーンを準備しました。
地面は黒い板でSpecular Roughnessは0.05、IORは1.5です。
ネコにはシンプルなグレーシェーダーをアサインしています。
ライトはAiSkyDomeLightとDirectionalLightの２灯にしており、DomeLightはテクスチャ無しです。
カメラは地面に対してほぼ垂直からほぼ水平になるようなアニメーションがついています。
レンダーしてみる
真上から地面に対して水平になるように移動するカメラでレンダリングしています。
地面に注目してほしいのですが、カメラが地面に対して水平に近づくにつれ、全体が明るくなっていくのが分かると思います。
また猫の反射映り込みも水平になるほど強く鮮明になっていきます。
AOV別に見ていきましょう。
Specularだけ見てみましょう。
Beautyよりわかりやすいですね。
これによりSpecularの強度はカメラの入射角と表面の角度によって変化することがわかると思います。
これがフレネル効果による見た目の変化と言えます。
おまけ
細かい話なのですが、面のピクセルごとのSpecular成分の強さはSpecular AlbedoというAOVで可視化することができます。
レンダー画像を見てみましょう。
このAOVを使うことで、ライティングの影響なく、入射角の違いによるSpecularの変化を分かりやすく確認できます。
業務上ほとんど必要無い確認ですが、実際にどのようにシェーダーが動いてるのか観測するのに便利です。