XR 基地 神奇！RealityKit 中用不透明物体，反而更像玻璃？
说明
在 3D 渲染引擎中，半透明物体渲染一直都是个问题，之前的《用渲染排序解决 RealityKit 中的透明物体嵌套问题〈上篇、下篇〉》中我们已经讲过，没有完美的解决方案。而半透明物体中，最常见的就是玻璃物体，本文我们再来聊聊 RealityKit 中玻璃物体的两种近似模拟。
用透明物体模拟玻璃
最容易想到的就是用透明物体来模拟玻璃，毕竟现实中玻璃它就是半透明的。除了调整不透明度 Opacity 外，还可以调整金属度和粗糙度，顺便再加一个额外的的菲涅尔效果（下图红框中）以增强边缘反光。
金属度：金属反射过低会导致玻璃丢失所有的反射，而过高的反射会让玻璃看上去很暗，现实中玻璃的金属度比较低。
不透明度：不透明度过高会让玻璃太实，失去通透感；太低会让玻璃过于透明，丢失反射。
但是这样出来的玻璃物体会很假，不知道大家发现没有？它不像一个实心的玻璃球，而像一个空心的泡泡，这是因为它没有折射效果，直接透过了背景的颜色。
用 Environment Radiance 模拟玻璃折射效果
为了更好的模拟玻璃，我们需要对背景进行折射，然而 RealityKit 的渲染仍然是传统的光栅化，而不是完全的光线追踪，想要进行精准的折射是不可能的。但是我们可以用 Environment Radiance 来模拟这种效果。
Environment Radiance 原本是用来处理反射效果的，反射周围的环境贴图信息（Skybox 和 IBL），就像下面的反射球一样：
但是，我们可以通过控制反射的法线，来实现类似于折射的效果，看起来就像透过了后面的物体一样：
如下图，左侧是它的正常工作方式，反射 眼睛 后方的环境贴图（Skybox）。右侧是我们想要的结果，只需要计算出合适的法线就能让球体显示出 眼睛 前方的环境，再添加点扰动，就形成了类似折射的效果：
要得到这样的一条法线，有多种方法，我最先想到的就是 叉乘（Cross Product），而苹果在官方 Demo Implementing adjustable material 中提供了很好的近似拟合方法：利用折射函数进行计算。
它的计算过程如下，利用折射函数得到折射后的向量（Refract），再与 -ViewDirection 相加，就得到了个近似的新法线（New Normal），然后用它得到的环境信息。
缺点
但是，请注意它的原理和拉斯维加斯的球形显示巨幕是一样的，把后面的环境信息显示在物体上，并不是真的透视和折射。所以不能真正显示出背后的其他物体，只能显示环境贴图（Skybox）并根据你的观看角度进行变化，给你一种透明的错觉
比如，我们旋转角度就会发现：透过球体看不到后面的龙，透过龙也看不到球体，它们只能显示后面的环境。
而且它的折射也是不真实的，只是看起来像透明且有折射而已，和现实世界并不一致，现实的玻璃球不仅扭曲还有倒置效果，不过考虑到其他形状一般不会有倒置效果，这里的效果已经够用了。
根据需要选择
在渲染引擎完全采用光线追踪方式进行渲染之前，透明物体和玻璃物体的渲染永远都是个难题，没有完美的方案。我们只能使用各种技巧，来实现一些近似模拟的效果。
参考资料
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