概念页
光与物质：反照率、散射与透射
Light-Matter Production Checklist
Dinur Ch5 生产检查项：光子到表面后只有吸收、反射/散射、透射等命运；反照率 (albedo) 是能量守恒的亮度尺。本页给 Look Dev / 材质审核清单；BRDF 与散射公式见图形学 光与物质的交互 等，不在此抄方程。
吸收 (absorption)
未反射也未透射的能量被材料吸收并转为其他形式（通常热）。吸收决定「还剩多少光可被看见」；强吸收 → 暗表面。染料/颜料的颜色本质是选择性吸收。
反射与散射家族
- 镜面反射 (specular reflection)：微观结构较整齐时，反射保持方向性 → 高光、镜像环境。
- 漫反射 (diffuse reflection)：微观粗糙导致反射方向被打乱 → 柔和着色，高光形状瓦解。
- 散射 (scattering)：更广的「光子改向」；大气、半透明体、SSS 都属此类语境。
- 次表面散射 (subsurface scattering, SSS)：光进入体积、内部散射后再出射——皮肤、蜡、玉、薄叶等。缺 SSS 的「塑料人脸」是经典假感来源之一。
透射与折射 (transmission / refraction)
部分光穿过体积从另一侧出。结构均匀 → 较清晰透明；结构不均 → 透射同时被散射 → 半透明 (translucency)，Dinur 比喻为「弄乱了的透明」，类似漫反射之于镜面。折射率变化导致折射；缺折射的「玻璃」只是带 alpha 的贴图感。
反照率 (albedo) 检查
能量守恒：漫反射+镜面反射合计亮度不能超过入射。反照率把表面反射亮度标在 0–1：黑丝绒可低至 ~0.01，新雪可达 ~0.9；多数材料居中，没有 100% 吸收或 100% 反射的日常材料。
CG 极易打破守恒（漫反射贴图过亮 + 高高光）。生产上：
- 分看 diffuse albedo 与 specular 贡献是否合理（清玻璃漫反射极低，能量多在透射/反射）。
- 与 Base Color 与反照率制作、PBR 材质校验与参考值 色表对照。
Look Dev 快问
- 暗是吸收，还是只是没被光照到？
- 高光形状像镜面还是被粗糙度打碎？
- 该透的物体有没有折射/体积感，还是镂空贴图？
- 皮肤/蜡是否只有「表面色」没有 SSS？
- Base Color 是否在安全反照率区间、且未烘焙进光照？
出处
- Ch05 · Light Interaction
- The Complete Guide to Photorealism（章节文本）
- The Complete Guide to Photorealism for Visual Effects, Visualization, and Games (Eran Dinur).epub
- Eran Dinur 第 2 版 Ch5
相关页面
图形学光与物质的交互Light-Matter Interaction光是电磁横波；它与物质交互的核心是散射（振荡的电场带动电荷振荡、再辐射出新波）和吸收。粒子的大小决定散射特性，均匀介质用复折射率描述，表面是折射率的突变界面，把光分为反射和折射；折射进物体的光经次表面散射后部分射出。散射距离与着色尺度的比较决定能否把次表面散射当作局部的漫反射项。本页对应 RTR4 9.1–9.2 节。游戏美术Base Color 与反照率制作Base Color & Albedo AuthoringBase Color（MR）/ Diffuse·Albedo（SG）承载物质固有色：电介质为漫反射反照率，金属为镜面反射色（F0）。制作要点是保持正确亮度区间、不要画进光照/阴影/AO（微遮蔽例外），并注意 sRGB 贴图与线性着色的分工。游戏美术介质与金属材质判别Dielectric vs Metal DiscriminationDinur Ch9：先分清 介质/电介质 (dielectric) 与 金属 (metal) 的反射行为，再谈漫反射/镜面平衡与 Fresnel。详细 BRDF/微表面见图形学与 Ch12；本页只做材质判别与贴图侧互链，避免与 基于物理的着色 重复公式。图形学基于物理的着色Physically Based Shading基于物理的着色从光与物质交互的物理出发，用 BRDF 和反射方程计算表面沿视线方向射出的辐射亮度：镜面项来自微表面理论与菲涅耳反射，漫反射项来自局部次表面散射，布料、波动光学与分层材质再作扩展。本页是 RTR4 第 9 章的总览，并收录该章第 9.13 节的材质混合与材质过滤（镜面抗锯齿）。图形学菲涅耳反射Fresnel Reflectance菲涅耳方程描述光在两种物质的平坦界面上反射的比例 F，它取决于入射角和两侧折射率：垂直入射时为材质特有的 F0（特征镜面色），掠射时趋于 1。实时渲染用以 F0 为参数的 Schlick 近似。电介质 F0 低且无色，金属 F0 高且常带色，半导体介于其间；金属度参数化利用了这一点。光从物体内部射向表面时还可能发生全内反射。本页对应 RTR4 9.5 节。图形学实时次表面散射Real-Time Subsurface Scattering蜡、皮肤、牛奶等高散射固体中，光在离入射点不远处重新射出；当偏移大于一个像素时就不能再用 BRDF 表示。实时方法从便宜的包裹光照、法线模糊、预积分皮肤，到纹理空间/屏幕空间扩散，再到针对大尺度散射的深度图技术（RTR4 14.6 节）。游戏美术PBR 材质校验与参考值PBR Validation & Reference Values校验 PBR 贴图先问「是不是金属」，再对照反照率亮度、金属 F0、电介质 F0 的实测区间。本页汇总《The PBR Guide》附录与 Filament Reflectance 表中的生产向数字，并列出常见错误模式。游戏美术色彩六层法与动态范围Six-Layer Color & Dynamic RangeDinur Ch3 美术向色彩框架：六层法拆解「看见的颜色」来自材质、光照、环境、大气与相机；强调加性思维、HSB 在 RGB 中的操作，以及位深/动态范围对可调性（而非「看起来更艳」）的意义。与 Birn 色方案页互补：本页偏解释与制作层级，Birn 偏叙事色方案。