GEO-05 IOR 偏差校準 (IOR Deviation Calibration)

 GEO-05 IOR 偏差校準 (IOR Deviation Calibration)

核心：複雜寶石的「真實光學表現」標準

🔹 品牌定義與適用情境

• 品牌定義： 針對數位模擬與寶石致色原理（電磁學）間的落差進行的人工修正程序。
• 目的： 承認標準 PBR (Physically Based Rendering) 算法無法完美還原複雜晶體的光學特性，因此透過「偏差校準」將材質參數調校至最接近真實寶石的電磁光學表現。
• 適用情境： 當設計涉及「珠光 (Pearlescent)」、「變彩 (Play of Color)」、「火彩 (Fire)」、「多層次折射」或需要表現珍珠、蛋白石、鑽石等複雜寶石時。

🔹 工程真理 (Engineering Truth)

這是對數位渲染器通常假設單一折射率 (IOR) 的物理誤差修正：

• 核心原理： 晶體光學修正 (Crystal Optics Correction)。
  • PBR 近似誤差補償： 修正標準渲染器對複雜晶體光學特性的簡化近似。
• 物理機制：
  • 薄膜干涉 (Thin-Film Interference)： 模擬光線在珍珠質 (Nacre) 多層結構間的反射干涉，產生彩虹光暈。
  • 色散 (Dispersion)： 模擬不同波長的光在晶體內折射率不同的現象（阿貝數 Abbe Number），即「火彩」的來源。
• 數學基礎： 比爾-朗伯定律 (Beer-Lambert Law)。
  • 描述光線穿透介質時，光強隨深度呈指數衰減的關係，用於創造寶石的「深邃感」。

🔹 Blender 實踐指南 (Implementation)

在 Blender 中實現 GEO-05 的標準操作流程與工具對應：

• 核心工具 (Primary Tools)：
  • Principled BSDF (Transmission & IOR)： 基礎折射控制。
  • Layer Weight Node (Facing)： 模擬視角相關的反射率變化，手動校準菲涅爾效應。
  • Volume Absorption Node： 利用比爾-朗伯定律控制寶石內部的光線吸收顏色與密度。
• 進階校準 (Advanced Calibration)：
  • 針對珠光： 混合 Noise Texture 與 Layer Weight，模擬珍珠表面的不均勻干涉層。
  • 針對鑽石火彩： 在渲染設置中添加色散 (Dispersion) 著色器或合成節點 (Compositor) 進行光譜分離。

🔹 視覺驗證標準 (Validation)

證明寶石材質達到 GEO-05 標準的方法：

• 檢測方式： 色散圖案分析 與 菲涅爾現象觀測。
• 合格 (PASS) 標準：
  • 火彩： 轉動視角時，高光點邊緣出現 RGB 光譜分離 (色散)，而非純白光。
  • 珠光： 顏色隨視角變化（如正面粉紅、側面偏綠），且帶有柔和的暈彩。
  • 深邃感： 寶石邊緣較透，中心顏色較深且飽和（符合體積吸收）。
• 不合格 (FAIL) 特徵：
  • 寶石像「實心玻璃」或「塑膠」，缺乏內部光影層次。
  • 反射單一死板，沒有隨視角變化的豐富度。