13、光线追踪中的菲涅尔效应与立方体相交算法

光线追踪中的菲涅尔效应与立方体相交算法

菲涅尔效应

菲涅尔效应描述了光在透明表面上的行为。当你站在湖边时，直视水下能看到岩石和鱼，而望向远处岸边时，水变得更不透明，反射出更多风景。这是因为当眼睛与表面的夹角大时（如直视水下），反射光量相对透过表面的光量较少；夹角小时（如望向远处岸边），反射光量较大。

菲涅尔效应解决了全内反射导致的“黑屏”问题，反射和折射光线相互补充，使画面更平衡。不过，菲涅尔方程涉及的内容超出了模拟所需，如光的偏振，软件模拟会较慢。幸运的是，Christophe Schlick 提出了一个近似公式，速度更快且足够准确。

为实现这一效果，需要实现一个新函数 schlick(comps) ，它返回一个 0 到 1 之间的数，即反射率，表示在碰撞点处反射光的比例。实现该函数需要进行四个测试：
1. 全内反射时的反射率 ：当满足全内反射条件时， schlick() 应返回 1。
- 测试代码如下：

Scenario: The Schlick approximation under total internal reflection
Given shape ←glass_sphere()
And r ←ray(point(0, 0, √2/2), vector(0, 1, 0))
And xs ←intersections(-√2/2:shape, √2/2:shape)
When comps ←prepare_computations(xs[1], r, xs)
An