应用层面的PBR介绍

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一、概述

1.1 基于物理的渲染

基于物理的材质

基于物理的光照

基于物理的相机

1.2 狭义的PBR是基于物理的材质PBS

PBR分直接光跟间接光两部分，直接光跟间接光又同时分为漫反射跟高光。

PBR中的直接光照和间接光照

1.3 PBR的发展

手绘 → 次世代 → PBR

贴图纯手绘

代表项目：早期的魔兽世界

次世代

diffuse+specular+normal

diffuse加有光影
specular有高光颜色的表现

工作流

metallic/roughness与specular/glossness对比

二、原理及解释

基于物理的渲染仍然只是对基于物理原理的现实世界的一种近似，这也就是为什么它被称为基于物理的着色(Physically based Shading) 而非物理着色(Physical Shading)的原因。判断一种PBR光照模型是否是基于物理的，必须满足以下三个条件：

基于微平面(Microfacet)的表面模型。

能量守恒。

应用基于物理的BRDF

2.1 关键概念介绍

微表面模型

F0的介绍以及影响

万物皆有fresnel的原因

三、基于物理的灯光和相机

单位使用现实中的灯光单位和色温，可以参考欧普灯具的数值，使用自动曝光来得到物理正确的光照，在游戏室内为了不让曝光太亮，一般选择5ev-20ev，再通过ev曲线进行不同亮度的曝光补偿

光照关键概念

光强：每单位立体角在给定方向上由光源发射的发光功率或可见光的量
光通量：灯每秒在所有方向上发出的光量
光照度：流明的光通量均匀分布在1平方米表面上所产生的光照度，接收面上一平方表面的光照强度，指的是光到达这个表面时候的强度。
亮度：单位光源面积在法线方向上，单位立体角内所发出的光流；接收面上一平方表面的光反射的强度，指的是物体反射出来的强度。

相机关键概念

快门速度
光圈大小
ISO感光度
阳光16法则
曝光补偿

四、工具类

Lookdev工具 ‣

最好结合项目的天气系统，可以直接读取到游戏内的天气系统会更加直观
除了标准的检查环境，还需要补充给美术展示效果的环境

检查

Albedo在ue引擎中的检查
Roughness在ue引擎中的检查

sp与unreal的实时桥接 ‣

标准材质库

sp材质库
各种材质的albedo、metallic、roughness测量数值表

Reference

基于物理着色：BRDF https://zhuanlan.zhihu.com/p/21376124

PBR介绍 https://zhuanlan.zhihu.com/p/137013668 https://zhuanlan.zhihu.com/p/33464301

UE5 游戏物理灯光渲染与照片级灯光渲染思路笔记 https://zhuanlan.zhihu.com/p/614054990

sp与ue实时桥接 https://www.bilibili.com/video/BV1XS11YKEJe/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=beb513621840b1d2ba16668b63265813