Tutto quello che c’è da sapere sul rendering fisico.

Diffusione, traslucenza e trasparenza

In un flusso di lavoro PBR, l’artista deve considerare la riflettività di base o la quantità minima di colore e luce riflessa.

“Riflessione speculare” si riferisce alla luce che viene riflessa da una superficie. Il raggio di luce riflesso da tale superficie viaggia in una direzione diversa secondo la legge della riflessione, che afferma che su una superficie perfettamente planare, l’angolo di riflessione è uguale all’angolo di incidenza.

Tuttavia, la maggior parte delle superfici è irregolare e la direzione riflessa varierà in base alla rugosità. Le irregolarità modificano la direzione della luce, ma l’intensità rimane costante.

Le superfici più irregolari hanno punti luce più estesi e poco brillanti, mentre quelle lisce hanno riflessi speculari circoscritti, che sembreranno più luminosi o più intensi se osservati dall’angolazione corretta.

I termini diffusione, luce diffusa o dispersione luminosa in profondità descrivono l’effetto che si genera quando la luce viene assorbita o dispersa internamente. Nel momento in cui la luce si disperde, la direzione del raggio cambia in modo casuale e la quantità di deviazione dipende dall’irregolarità superficiale del materiale. Le superfici irregolari, infatti, tendono a disperdere la luce. La dispersione randomizza la direzione, ma non modifica l’intensità della luce. A volte la luce diffusa può riapparire in superficie, diventando nuovamente visibile.

I materiali che hanno sia un’elevata dispersione che un basso assorbimento vengono talvolta denominati supporti partecipanti o materiali traslucidi. Alcuni esempi sono il fumo, il latte, la pelle, la giada e il marmo.

Quando la luce passa attraverso un materiale traslucido, può essere assorbita o dispersa. Nel primo caso, l’intensità diminuisce man mano che la luce si trasforma in un’altra forma di energia, come il calore. Questi cambiamenti cromatici dipendono dalla lunghezza d’onda, ma la direzione del raggio non cambierà.

Se non c’è dispersione e l’assorbimento è basso, i raggi possono passare direttamente attraverso la superficie, come nel caso del vetro. Immagina di nuotare in una piscina pulita. Potresti aprire gli occhi e vedere attraverso l’acqua limpida. Tuttavia, se quella stessa piscina fosse sporca, le impurità disperderebbero la luce, riducendo la chiarezza dell’acqua e la visibilità.

Più la luce viaggia all’interno del materiale, più viene assorbita e/o dispersa. Ecco perché lo spessore dell’oggetto ha un ruolo decisivo sulla quantità di luce che viene assorbita o dispersa.

L’effetto Fresnel

L’effetto Fresnel, come osservato dal fisico francese Augustin-Jean Fresnel e citato dal professore di grafica Wenzel Jakob, afferma che la quantità di luce riflessa da una superficie dipende dall’angolo di visione.

Torniamo per un attimo all’esempio della piscina. Guardando dritto verso il basso, perpendicolarmente alla superficie, riusciresti a vedere il fondo. In questo caso, si tratterebbe di una visione a zero gradi o a incidenza normale, dove “normale” fa riferimento alla superficie. Se invece guardassi la piscina a incidenza radente, più parallela alla superficie, i riflessi speculari sull’acqua diventerebbero più intensi e potresti non essere in grado di vedere in profondità.

Se hai intenzione di continuare a lavorare con le texture, ti consigliamo di approfondire questi importanti concetti di illuminazione 3D, che ti permetteranno di capire meglio come funziona il rendering fisico da un punto di vista tecnico e ti aiuteranno ad apprezzarlo anche da una prospettiva artistica. “Fa un sacco di lavoro pesante al posto tuo”, aggiunge McDermott, che ricorre spesso alla metodologia PBR. “Posso dedicare più tempo alla creatività e a realizzare progetti interessanti”.

Per ulteriori informazioni sul rendering fisico, consulta The PBR Guide, scritta da Wes McDermott e pubblicata da Allegorithmic.