为什么图形说的是“电介质”而不是绝缘体?


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例如,在将非导体与导体进行对比时,Filament在https://google.github.io/filament/Filament.md.html的文档使用了“介电体”一词,它称为“金属”。在stackexchange上,https: //computergraphics.stackexchange.com/search page = 2& tab = Relevance q = dielectric也为“ dielectric”带来了很多成功。在这些情况下,我通常会期望使用“绝缘子”一词。“介电”是源于某种历史渊源,还是使用的准确术语?


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PBRT的第一版(2004年)使用了“介电”一词。作为基于物理的着色的参考,可能只是PBRT之后开发的其他PBR框架都尝试使用相同的语言。我确定之前曾使用过“电介质”一词,但我的理解是这是一个长期存在的术语。
哈勃

Answers:


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严格来说,电介质不一定是绝缘体。例如,盐水既是合理的导体,又是电介质。

术语“电介质”倾向于在菲涅耳效应的讨论中出现- 反射率和透射率如何随角度变化。介电材料(即非金属)与金属材料形成鲜明对比,因为它们具有不同的菲涅耳特性,这可以追溯到材料如何在微观尺度上对入射光波的电磁场做出反应。

因此,出于计算机图形学的目的,“电介质/金属”轴比“绝缘体/导体”轴更相关,因为前者直接影响材料的外观。


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它与图形不是特别相关,而是与物理相关,尤其是电磁波(如光)与物质之间的相互作用,即光学的微观物理。

金属具有自由电子,因此几乎是自由移动的电荷与EM场相互作用的海洋。理想情况下,它将被完全反映出来。

在电介质中,电子不是自由的,但原子和分子仍然表现为一组非中性的中心正电荷(原子核)和外围负电荷(电子),它们在力的作用下平稳地锁定在位置上(您可能会看到,弹簧),即介电常数(或在最简单的配置中为偶极子)。因此,整个物体都会因变形而对EM波产生反应,并且在恢复(+振荡)时也会引起EM波发射(由于移动电荷)。注意,正是这些直接和反应场的干扰使“材料中的电磁场”具有特征光速,从而使材料边界处的传播角倾斜(也称为“折射”)。

因此,在两种情况下,光的行为是完全不同的。

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