源码分析学习记录(9)——PBR材质技术实现

2021SC@SDUSC

Dust3D软件中所应用的材质体系基于PBR模型。PBR全称为Physically-Based Rendering，即基于物理的渲染技术，其核心在于提供一种能够更加精确地描述光线与物体表面相互作用的光照与渲染方式。由于该技术以物理规律为基础进行光线模拟，因此相较于传统的照明计算方法（如Phong模型和Blinn-Phong模型），其呈现效果往往更具真实感。由于PBR高度贴近现实物理特性，因此可以通过设定具体的物理参数来设计和生成各类表面材质。这种技术不仅适用于制作高度逼真的材质表现，同时也能够有效地应用于风格化资源的处理过程中。

文章结构概述

• 微表面模型
  • 能量守恒
  • 反射公式
  • 几何光学反射分布函数
  • 菲涅尔公式
  • 基于物理的材质

Microfacet Model

在现实世界中，多数物体表面往往存在极其细微的瑕疵，例如微小的凹陷、裂纹、肉眼几乎无法察觉的隆起，以及常规映射方式难以呈现的微小结构。虽然这些微观特征难以通过肉眼直接识别，但它们对光线传播与反射过程仍会产生显著影响。
在微表面层面，这些细节对反射效果的作用最为明显。当平行光束照射至不平整的物体表面时，光线会向不同方向散射，即每束光线均作用于表面不同取向的部分，从而形成更为分散的镜面反射现象。

![在这里插入图片