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I segreti dello IOR - ovvero come rifrangere la luce nei modelli 3D

IOR liquidiPer la rubrica "La risorsa del mercoledì" voglio parlare dell'indice di Rifrazione, una componente fondamentle per rendere i nostri rendering attendibili. la tabella è stata raccolta e prodotta da Robin Wood e trovate l'originale qui.

Nella realtà la luce viaggiando attraverso attraverso sostanze diverse acquista velocità diverse. In linea generale, più densa è la sostanza, più la luce si muove lentamente. Quando la luce entra nella sostanza con un determinato angolo, il cambiamento di velocità farà sì che il raggio di luce verrà deviato, o piegato.

SnellsLaw1Questa flessione viene chiamata rifrazione. L'ammontare della deviazione che la sostanza produce sulla luce è il suo indice di rifrazione, in inglese index of refraction, IOR appunto (come viene chiamato in cycles). Questo fenomeno viene determinato utilizzando la legge di Snell, dove il seno dell'angolo di incidenza (l'angolo con cui la luce entra) fratto il seno dell'angolo di rifrazione (l'angolo con cui è piegato il raggio) è uguale al RI (Refraction Index) della sostanza.

Nella realtà l'indice di rifrazione viene usato per determinare la purezza delle sostanze, soprattutto nella valutazione delle gemme. Nel modo virtuale della grafica 3D viene usato per rendere più realisticoe appagante all'occhio ciò che produciamo.

schema nodi acquaIn Blender 3D è possibile specificare lo IOR nell'apposito campo del nodo shader chiamato Glass. Questo shader viene utilizzato per tutti quei materiali trasparenti che anno una consistenza fisica (liquidi, cristalli, vetri, plastiche trasparenti).

Durante il rendering delle gemme, vi è qualcosa di più, perché la "vitalità" della pietra dipende dalll'angolo dei tagli delle suae facce e l'indice di rifrazione della pietra stessa.

ior gemme

Se gli angoli delle faccette sono troppo bassi, la luce fugge prima di essere rifratta dai tagli interni. Se sono troppo alti, la luce rimbalza fuori dai lati della pietra, e non si vede il riflesso.

L'angolo al quale la luce può sfuggire viene chiamato "angolo critico". (Angolo critico = sin-1 (1/RI) dove RI è l'indice di rifrazione della pietra.)

Per la massima brillantezza, gli angoli dei tagli della pietra necessitano di essere tra l'angolo critico e l'angolo di riflessione. Se si usai la matematica, si vedrà che più grande del RI, la più grande finestra si ha tra i due angoli.

Ecco la tabella con i valori di IOR da inserire:

Pietre preziose

Agate 1.544 - 1.553
Alexandrite 1.746 - 1.755
Almandine 1.75 - 1.83
Amber 1.539 - 1.545
Amethyst 1.532 - 1.554
Ammolite 1.52 -1.68
Andalusite 1.629 - 1.650
Apatite 1.632 - 1.42
Aquamarine 1.567-1.590
Axenite 1.674 - 1.704
Beryl 1.57 - 1.60
Beryl, Red 1.570 - 1.598
Chalcedony 1.544 - 1.553
Chrome Tourmaline, 1.61 - 1.64
Citrine 1.532 - 1.554
Clinohumite 1.625 - 1.675
Coral 1.486 - 1.658
Crystal 2.000
Crysoberyl, Catseye 1.746 - 1.755
Danburite 1.627 - 1.641
Diamond 2.417
Emerald 1.560 - 1.605
Emerald Catseye 1.560 - 1.605
Flourite 1.434
Garnet, Grossular 1.72 - 1.80 
Garnet, Andradite 1.88 - 1.94 
Garnet, Demantiod 1.880 - 1.9 
Garnet, Mandarin 1.790 - 1.8 
Garnet, Pyrope 1.73 - 1.76 
Garnet, Rhodolite 1.740 - 1.770 
Garnet, Tsavorite 1.739 - 1.744 
Garnet, Uvarovite 1.74 - 1.87 
Hauyn 1.490 - 1.505 
Iolite 1.522 - 1.578 
Jade, Jadeite 1.64 - 1.667 
Jade, Nephrite 1.600 - 1.641 
Jet 1.660 
Kunzite 1.660 - 1.676 
Labradorite 1.560 - 1.572 
Lapis Lazuli 1.50 - 1.55 
Moonstone 1.518 - 1.526 
Morganite 1.585 - 1.594 
Obsidian 1.50
Opal, Black 1.440 - 1.460 
Opal, Fire 1.430 - 1.460 
Opal, White 1.440 - 1.460 
Oregon Sunstone 1.560 - 1.572 
Padparadja 1.760 - 1.773
Pearl 1.53 - 1.69 
Peridot 1.635 - 1.690 
Quartz 1.544 - 1.553 
Ruby 1.757 - 1.779 
Sapphire 1.757 - 1.779 
Sapphire, Star 1.760 - 1.773 
Spessarite 1.79 - 1.81 
Spinel 1.712 - 1.717 
Spinel, Blue 1.712 - 1.747 
Spinel, Red 1.708 - 1.735 
Star Ruby 1.76 - 1.773 
Tanzanite 1.690-1.7 
Tanzanite 1.692 - 1.700 
Topaz 1.607 - 1.627 
Topaz, Imperial 1.605-1.640 
Tourmaline 1.603 - 1.655 
Tourmaline, Blue 1.61 - 1.64 
Tourmaline, Catseye 1.61 - 1.64 
Tourmaline, Green 1.61 - 1.64 
Tourmaline, Paraiba 1.61 - 1.65 
Tourmaline, Red 1.61 - 1.64 
Zircon 1.777 - 1.987 
Zirconia, Cubic 2.173 - 2.21

Materiali solidi

Aluminum 1.39
Copper 2.43
Gold 0.166
Mylar 1.65
Nickel 1.08
Platinum 2.33
Silver 1.35
Titanium 2.16

Materiali liquidi

Acetone 1.36
Alcohol, Ethyl (grain) 1.36
Alcohol, Methyl (wood) 1.329
Beer 1.345
Carbonated Beverages 1.34 - 1.356
Fruit Juice 
Chlorine (liq) 1.385
Cranberry Juice (25%) 1.351
Glycerin 1.473
Honey, 13% water content 1.504
Honey, 17% water content 1.494
Honey, 21% water content 1.484
Ice 1.309
Milk 1.35
Oil, Clove 1.535
Oil, Lemon 1.481
Oil, Neroli 1.482
Oil, Orange 1.473
Oil, Safflower 1.466
Oil, vegetable (50° C) 1.47
Oil of Wintergreen 1.536
Rum, White 1.361
Shampoo 1.362
Sugar Solution 30% 1.38
Sugar Solution 80% 1.49
Turpentine 1.472
Vodka 1.363
Water (0° C) 1.33346
Water (100° C) 1.31766
Water (20° C) 1.33283
Whisky 1.356

Materiali trasparentils

Eye, Aqueous humor 1.33
Eye, Cornea 1.38
Eye, Lens 1.41
Eye, Vitreous humor 1.34
Glass, Arsenic Trisulfide 2.04
Glass, Crown (common) 1.52
Glass, Flint, 29% lead 1.569
Glass, Flint, 55% lead 1.669
Glass, Flint, 71% lead 1.805
Glass, Fused Silica 1.459
Glass, Pyrex 1.474
Lucite 1.495
Nylon 1.53
Obsidian 1.50
Plastic 1.460 - 1.55
Plexiglas 1.488
Salt 1.516

 

 

 

Filippo Porcari
Author: Filippo PorcariWebsite: http://filippo.porcari.oranjuice.org/Email: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. E' necessario abilitare JavaScript per vederlo.
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Sono un graphic designer e mi occupo di pubblicità. Da più di 10 anni dedico le mie energie alla realizzazioni d'immagine aziendale e comunicazione visiva con un'attenzione alle nuove tecnologie del web. Da qualche anno ho scoperto il software open source e mi sono dedicato alla sua introduzione nel mio workflow produttivo ottenendo ottimi risultati.

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