基于物理的镜面BRDF反射模型详解

（一）概述

大多数镜面BRDF模型可以分解为多个乘积项：Fresnel项、几何衰减项及N/V/L等多个参数，其中，一个不变的rho_s项用来缩放其强度，m项用来表示粗糙度参数，这样每条光线总的镜面反射为：

specularLight += lightColor*rho_s*specBRDF(N,V,L,m,eta)*saturate(NdotL);

NOTE:在BRDF的定义中，NdotL同时用于计算BRDF本身，此外距离衰减项可以来自于计算光源距离的函数; eta为折射序号，在计算Fresnel项时需要提供，可以通过针对不同的材质属性进行查询，如Skin的折射序号为1.4，F0为0.28（下面介绍）（A Specral BSSRDF for Shading Human Skin）。

（二）Fresnel反射的估计

基于物理的镜面BRDF模型需要保护Fresnel项，该项应当为一个不分极的、非传导(光学概念，见维基百科)（http://en.wikipedia.org/wiki/Polarization_%28waves%29）的Fresnel反射函数，此外，正入射时Fresenel项为F0。当为一个粗糙表面计算Fresnel时，所有的theta项应当丛半角向量H计算得到。

通用的Fresnel项计算十分繁琐，不适合Real tim rendering，为此，Schlick对Fresnel项计算提出一种近似表述（A customizable reflectance model for everyday rendering），可以取得不错的渲染效果。

float fresnelReflectance(float3 H, float3 V, float