折射环境映射的物理原理：
从物理光学中我们知道，当光通过密度不同的两种材质之间的介面时，光的方向会发生改变。在方向上的改变是因为光在较浓的材质中传播比较慢。例如，光在空气中传播得比较快，但在水中要慢很多。
斯涅耳定律描述了光通过2种媒体之间的分界面发生了什么。公式如下：
η1sinθ1=η2sinθ2
一个媒体的折射系数η度量了媒体是如何影响光速的。一个媒体的折射系数越大，光在其中的传播速度越慢。
在实际世界里入射光线应该被折射两次：第1次当它进入物体时，而第2次发生在它离开的时候。但是，这里我们不模拟第2次折射。因为折射很复杂，以致于生成的图像在大部分情况下很难区别。特别是对一个不经意的观察者，很难注意生成的折射不是完全正确的。在许多情况下，如果要计算一个完全的物理模拟，帧率将会急剧下降，所以我们必须在精确性和性能之间找到适当的平衡点。
在计算折射时，一个很重要的值就是2个媒体的折射系数的比率。这里应用程序传递2个媒体的折射系数之比值etaRatio给Cg顶点程序。
下面是Cg程序代码：
vs_refraction.cg：
void vs_refraction(float4 position : POSITION,
float2 texCoord : TEXCOORD0,
float3 normal : NORMAL,
out float4 oPosition : POSITION,
out float2 oTexCoord : TEXCOORD0,
out float3 T : TEXCOORD1,
uniform float etaRatio,
uniform float3 eyePositionW,
uniform float4x4 modelViewProj,
uniform float4x4 modelToWorld)
{
// Transform position from object space to clip space
oPosition = mul(modelViewProj, position);
oTexCoord = texCoord;
// Compute position and normal in world space
float3 positionW = mul(modelToWorld, position).xyz;
float3 N = mul((float3x3)modelToWorld, normal);
N = normalize(N);
// Compute the incident and refracted vectors
float3 I = normalize(positionW - eyePositionW);
T = refract(I, N, etaRatio);
}
ps_refraction.cg：
void ps_refraction(float2 texCoord : TEXCOORD0,
float3 T : TEXCOORD1,
out float4 color : COLOR,
uniform float transmittance,
uniform sampler2D decalMap,
uniform samplerCUBE environmentMap)
{
// Fetch the decal base color
float4 decalColor = tex2D(decalMap, texCoord);
// Fetch refracted environment color
float4 refractedColor = texCUBE(environmentMap, T);
// Compute the final color
color = lerp(decalColor, refractedColor, transmittance);
}
截图：
折射系数比etaRatio=1.5
1. 折射率transmittance=0.5时：
2. 折射率transmittance=1.0时：