第四章 實驗結果與討論
4.2 四層深度的透明物體
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4.2 四層深度的透明物體
圖 4.5 為高腳杯模型折射的結果，我們依照一層折射、兩層折射、四層折射 與 ray tracing 做為比較，我們可以發現一層折射並無法清楚的知道物體的形狀，
只能大略的知道表面的凹凸起伏，我們實做出來的兩層折射[Manuel 2007]雖然比 起一層折射的方法更為接近光線追蹤法的結果，卻也無法正確得知彎曲的折射樣 貌(例如杯緣部分的折射形狀)，我們方法所提出來的四層折射最為接近 ray tracing 的結果，我們可以立刻觀察到物體後面的正確的折射，並且折射之後的結果也接 近對照組的結果。
(a) (b)
(d) (e)
圖 4.5: 高腳杯模型(a) 一層折射結果，(b) 兩層折射結果，(c) 四層折射分析，
紅色:兩層，藍色:四層，綠色:全反射，(d) 四層折射結果，(e) ray tracing 的結果
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我們將高腳杯模型四層折射與兩層折射的解果拆開來並放大比較，如圖 4.6 所示，可以發現兩層折射的結果形狀與光線追蹤法的結果明顯的不同，圖 4.7 為 不同貼圖的折射結果。
(a) (b) (c)
圖 4.6: 四次折射處比較(a) [Manuel, 2007]二層折射結果，(b) ray tracing 折射 結果，(c) 我們的方法兩次折射結果
(a) (b) (c)
(d) (e)
圖 4.7: 高腳杯模型(a) 一層折射結果，(b) 兩層折射結果，(c) 四層折射分析，
紅色:兩層，藍色:四層，綠色:全反射，(d) 四層折射結果，(e) ray tracing 的結果
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圖 4.8 為環形模型折射的結果，我們依照一層折射、兩層折射、四層折 射與 ray tracing 做為比較，我們可以發現內圈的部分在二層折射時所產生的 結果並不特別明顯，在我們的方法中可以明顯看到後半部的環形形狀，圖 4.9 為不同貼圖。
(a) (b) (c)
(d) (e)
圖 4.8: 環形模型(a) 一層折射結果，(b) 兩層折射結果，(c) 四層折射分析，紅 色:兩層，藍色:四層，綠色:全反射，(d) 四層折射結果，(e) ray tracing 的結果
我們以不同貼圖再看一次甜甜圈的模型(圖 4.9)，我們可以發現紅色方框為 四次折射產生的地方，綠色方框為全反射產生的地方，兩處的結果接近光線追蹤 法的結果。
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(a) (b)
(c) (d)
圖 4.9: 環形模型(a) 一層折射結果，(b) 兩層折射結果，(c) 四層折射結果，(d) ray tracing 的結果
knot 模型的特色在於有許多環形所組成，也因此四次折射較容易產生(圖 4.10~4.12)，我們可以發現一個場景中有三處產生四次折射，因此我們可以很清 楚的觀察到四層折射處物體背後的環狀，且與光線追蹤法相似。
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(a) (b) (c)
(d) (e)
圖 4.10: knote 模型(a) 一層折射結果，(b) 兩層折射結果，(c) 四層折射分析，
紅色:兩層，藍色:四層，綠色:全反射，(d) 四層折射結果，(e) ray tracing 的結果
我們將四次折射處放大來看，更清楚地發現[Manuel, 2007]的方法與我們的 差異。
(a) (b) (c)
圖 4.11: knote 模型(a) [Manuel 2007]二層折射在四次折射處的結果，(b) 我們的 方法四次折射結果，(c) ray tracing 折射結果
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(a) (b)
(c) (d)
圖 4.12: knote 模型(a) 一層折射結果，(b) 兩層折射結果，(c) 四層折射結果，
(d) ray tracing 的結果
我們以更多較為複雜的模型所做出來的結果，牛的模型在腳與耳朵部分較容 易出現四次折射(圖 4.13)，模型身體部分表面較為光滑，可以明顯表現折射的形 狀，圖 4.14 我們以較為簡單的環境貼圖實驗，我們可以發現紅色方框為四次折 射產生的地方，其結果接近光線追蹤法的結果。
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(a) (b)
(c) (d)
(e)
圖 4.13: 牛模型(a) 一層折射結果，(b) 兩層折射結果，(c) 四層折射分析，
紅色:兩層，藍色:四層，綠色:全反射，(d) 四層折射結果，(e) ray tracing 的 結果
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(a) (b)
(c) (d)
圖 4.14: 牛模型(a) 一層折射結果，(b) 兩層折射結果，(c) 四層折射結果，
(d) ray tracing 的結果
寶特瓶模型特色為表面細節變化明顯(圖 4.15)，經過折射後與光線追蹤法比 對，能看出表面的細節與折射變化，並且與其相似。
(a) (b) (c)
(d) (e)
圖 4.15: bottle 模型 (a) 一層折射結果，(b) 兩層折射結果，(c) 四層折射分析，
紅色:兩層，藍色:四層，綠色:全反射，(d) 四層折射結果，(e) ray tracing 的結果
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模型更為複雜的兔子(圖 4.16)，則容易在長耳朵的地方產生四次折射，此外 由於模型精細度高，表面的凹凸起伏也較為細緻，也因此折射過後的顏色也較為 混亂，女王頭模型也是如此(圖 4.17)。
(a) (b) (c)
(d) (e)
圖 4.16: 兔子模型 (a) 一層折射結果，(b) 兩層折射結果，(c) 四層折射分析，
紅色:兩層，藍色:四層，綠色:全反射，(d) 四層折射結果，(e) ray tracing 的結果
(a) (b) (c)
(d) (e)
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圖 4.17: 女王頭模型(a) 一層折射結果，(b) 兩層折射結果，(c) 四層折射分 析，紅色:兩層，藍色:四層，綠色:全反射，(d) 四層折射結果，(e) ray tracing 的結果