Raytracing-Refraktion

Licht wird in der Natur, wenn es von einem Medium in ein anderes übergeht, gebrochen. Raytracing-Refraction berechnet physikalisch richtige Lichtbrechungen. Lichtbrechung, die z.B. bei transparenten Materialien, wie Glas und Wasser, entstehen, benötigen eine Umgebung. Eine transparente Oberfläche allein in einer dunklen Umgebung wird dunkler, je transparenter es ist. Die Lichtbrechung wird erst durch die Umgebung sichtbar.
Die Lichtbrechung ist ein Effekt bei Raytracing, der im Material definiert wird. Der Grad der Lichtbrechung wird durch den Lichtbrechungsindex kontrolliert. Die folgende Abbildung zeigt ein Objekt mit verschiedenen Lichtbrechungsindices. Der Wert 1 erzeugt keine Verzerrung, Strahlen können ungehindert durch das Objekt hindurch gelangen. Wird ein Wert über oder unter 1 angegeben, erhöht sich der Grad der Lichtbrechung. Bei einer konvexen Oberfläche wird das Bild für einen Betrag größer 1 vergrößert und für einen Wert kleiner 1 verkleinert. . Lichtbrechung entsteht, wenn Licht ein bestimmtes Material verlässt und in ein neues eintritt. Dieser Effekt ergibt sich wie in diesem Gals beim Übergang von Luft zu Glas. Der Lichtbrechungsindex ist abhängig von beiden Materialien. Eine Tabelle mit Lichtbrechungswerten und zusätzliche Informationen zu Lichtbrechung.
Mehr Informationen zum Thema Strahlenoptik für Beleuchtung, Reflexion und Transmission in der 3d-Grafik und und eine Tabelle mit den wichtigsten Brechungszahlen.

Ein Glasmaterial mit konstanten transparenten Eigenschaften mit unterschiedlichen Lichtbrechungseigenschaften; Von links nach rechts: Lichtbrechungsindex 1.0 (ohne Lichtbrechung), 1.2, 1.4 und 1.6 (Glas) von links nach rechts am gleichen Modell. Das Material Glas wird hauptsächlich durch Lichtbrechung definiert. Die schwarzen Ränder auf der rechten Seite entstehen lediglich durch Lichtbrechungen in der Umgebung.

Ähnlich wie bei einer optischen Linse werden die Lichtstrahlen zusätzlich abhängig von der Form des Objektes unterschiedlich gebrochen. Die Objekte in der oberen Abbildung besitzen alle den gleichen Lichtbrechungsindex.. Es ist jedoch entscheidend, wie konkav oder konvex ein Objekt ist und ob nur durch die Vorderseite oder auch durch die Rückseite geblickt werden kann.