WebGL光照基础知识：光学现象基本概念

用webgl着色器来实现光照特效，本质上是一个对物理学特性使用计算机进行近似模拟的方法和过程。

所以我们需要理解光线传播的几个基本概念及其区别：反射、衍射、散射以及透射、折射。

散射是由于介质中存在的微小粒子（异质体）或者分子对光的作用，使光束偏离原来的传播方向而向四周传播的现象。

浑浊介质有多种不同的形式。主要是以下几种：

1．气体中混有固体微粒，即大气中有烟，灰尘；

2．气体中混有微小液滴，就象雾；

3．液体中混有固体微粒，称为悬浊液；

4．液体中混有另一种液体的微小液滴，称为乳剂。

当光通过这些介质时都会发生散射。

而从微观角度看，光学的现象都是光子散射的统计结果，以演绎的方法，用量子力学的散射理论，原则上可以推出各种光学定律，所以，广义地讲，反射（漫反射）也是一种散射行为。
此外，更容易使人困惑的是散射与衍射的区别，衍射可以看成由个别的不均匀区域造成的，比如波长大小的小孔，或者单个波长大小的障碍物，都可以称之为衍射；如果波长大小的障碍物很多的话，比如空气中的雾霾，对于每个小颗粒，光都会发生衍射，但是大量颗粒对光的衍射是互相干扰的，而且颗粒的分布一般是不规则而又随机的（规则分布的晶体除外，晶体中光散射常称为衍射），就看不到衍射的特征了，这时就可称之为散射；而对于反射而言，也是大量光子在边界散射的统计效应。
原则上讲，分析光子的行为，量子力学散射理论是基本方程式，而散射，反射，衍射，则是不同的边界条件。

光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射，也叫透射。光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在在两种不同的物质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。