基于物理的渲染(PBR)：全局光照算法技术教程_2024-07-21_05-08-05.Tex

最新推荐文章于 2025-02-03 22:49:59 发布
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分类专栏： 游戏开发 文章标签： 算法 人工智能 性能优化 游戏引擎 cocoa macos
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基于物理的渲染(PBR)：全局光照算法技术教程

理解PBR基础

PBR的原理与历史

Physically Based Rendering (PBR) 是一种渲染技术，它力求在计算机图形学中实现更真实的光照效果。PBR 的历史可以追溯到20世纪80年代，但直到最近几年，随着硬件性能的提升和渲染理论的发展，PBR 才成为主流游戏和电影行业中的标准渲染方法。

原理

PBR 的核心在于使用物理上准确的光照模型，特别是通过双向反射分布函数（Bidirectional Reflectance Distribution Function, BRDF）来模拟材料表面的反射行为。BRDF 描述了光线在不同角度入射和反射时的强度分布，使得渲染出的物体表面更加真实。

历史

  • 早期阶段：20世纪80年代，PBR 的概念开始形成，但受限于当时的硬件性能，无法广泛应用。
  • 发展期：90年代至2000年初，随着GPU的出现和计算能力的增强，PBR 的实现成为可能。
  • 成熟期：2010年后，PBR 在游戏和电影行业得到广泛应用，成为标准渲染流程的一部分。

PBR与传统渲染的区别

PBR 与传统渲染方法（如基于纹理的渲染）的主要区别在于其

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全局光照算法是综合直接光照和间接光照计算的算法，旨在模拟真实世界的光照效果。路径追踪(Path Tracing)：通过递归地追踪光线路径，模拟光线的多次反弹，以计算间接光照。光子映射(Photon Mapping)：预先计算并存储大量光子的路径，用于快速查找间接光照的贡献。辐射度传递(Radiosity)：基于能量守恒原理，计算场景中所有表面之间的光照交换。
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色彩模型是描述色彩的一种方式，它通过一组数值来表示不同的颜色。RGB模型：基于红、绿、蓝三种原色的混合。在计算机图形学中，RGB模型是最常用的色彩模型，因为它直接对应于显示器的色彩生成方式。CMYK模型：基于青、品红、黄、黑四种颜色的混合，主要用于印刷行业。HSB模型：基于色调（Hue）、饱和度（Saturation）和亮度（Brightness）三个维度。这种模型更接近人类对色彩的感知方式。CIE XYZ模型：由国际照明委员会（CIE）定义，是一种基于人眼对色彩感知的模型，用于色彩转换和色彩匹配。
PBR物理光照计算公式推导详解
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PBR物理光照Shader很多游戏引擎已经自带了，但是我们在定制渲染管线,优化渲染效果与修改Shader的时候需要对这些理论做一些基本的了解，才能修改的得心应手，今天我们对PBR物理光照的基本公式的原理来做一次数学推导，帮助大家掌握PBR Shader的基本计算原理，为后续做优化和定制做好准备，而这个也是面试时候必备，正在面试的同学可以来刷下这个文章。在物理书讲反射与折射的章节上我们学过，在一个反射面上，当入射角度越“倾斜”，反射的光线越多，折射的光线越少，入射角度越“直”，折射的光线越多，反射的越少。
PBR之基于图像的光照IBL (Specular)
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Unity3D物理渲染算法研究【PBR】
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/ PBR材质属性定义// 基础颜色// 金属度// 粗糙度// 法线贴图数据（通常在纹理采样后转换为向量）float ao;// 环境光遮蔽// 初始化PBR材质// 例如，一个铜色的材质// 高金属度// 低粗糙度，表面光滑// 默认法线// 无环境光遮蔽return mat;在探讨Physically Based Rendering (PBR)之前，理解传统渲染管线的基础是至关重要的。传统渲染管线，也被称为光栅化管线，是计算机图形学中用于生成图像的一系列步骤。应用阶段。
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在PBR工作流程中，材质定义是通过一组特定的贴图来完成的。基础颜色贴图 (Base Color): 控制材质的基本颜色。金属度贴图 (Metallic): 控制材质的金属感。粗糙度贴图 (Roughness): 控制材质表面的粗糙程度。法线贴图 (Normal): 提供材质表面的微表面细节。环境光遮蔽贴图 (Occlusion): 模拟环境光对材质表面的遮蔽效果。
PBR与各种光照
若风
09-10 1561
今天把PBR和各种相关的光照总结一下吧，后续还会有补充 https://www.unrealengine.com/zh-CN/blog/gdcc2015-pbr https://blog.csdn.net/poem_qianmo/article/details/88936992 https://en.wikipedia.org/wiki/Bidirectional_reflectance_distribution_function PBR(Physicallly-Based-Rendering) 字面意.
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其实光照模型的组成都一样，三要素：          光源Lighting、着色Shading和感光Sensitising。         能够自己发光的物体被称作光源，不同类型的光源会造成不同的光照效果。         着色，其实主要考虑光照射到物体表面后的去向。最简单的有反射、吸收和折射。         感光器，举个例子人类的眼睛就是感光器的一种。
【翻译】通过Unity学习PBR算法 ① ②
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https://zhuanlan.zhihu.com/p/36705264https://zhuanlan.zhihu.com/p/36705497
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max 报错 D:软件13ds_Max_2024.2_Win_64bit3ds Max 2024\scripts startupMaterial PBR SpeeGloss.ms - 行号:165
最新发布
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在使用 3ds Max 2024 启动脚本时，如果遇到报错提示“行号165 D:/软件/3ds_Max_2024.2_Win_64bit/3ds Max 2024/scripts/startupMaterial PBR SpeeGloss.ms”，这通常表明脚本文件 `startupMaterial PBR SpeeGloss.ms` 在执行过程中出现了语法错误或资源引用问题。 ### 可能的错误原因 1. **脚本语法错误**：脚本文件中可能存在不符合 MAXScript 规范的语句，例如缺少分号、括号不匹配、变量未定义等。这类问题会导致脚本解析失败并抛出异常。 2. **路径问题**：文件路径中包含空格（如 `PBR SpeeGloss.ms`），而没有正确转义或使用引号包裹，可能导致脚本引擎无法识别完整路径[^1]。 3. **插件依赖缺失**：该脚本可能依赖某些特定插件或材质库，若相关插件未安装或配置不当，则导致加载失败。 4. **版本兼容性问题**：脚本可能是为旧版本的 3ds Max 编写的，与 3ds Max 2024 的 API 不兼容，尤其是在调用某些已弃用或更改的方法时。 ### 解决方案 1. **检查脚本语法**： - 打开 `startupMaterial PBR SpeeGloss.ms` 文件，并逐行检查是否存在语法错误。 - 确保所有函数调用、变量声明和结构体都符合 MAXScript 的规范。 - 使用 3ds Max 内置的脚本编辑器（Script Editor）运行脚本以获取更详细的错误信息。 2. **处理路径中的空格**： - 将文件名中的空格替换为下划线（如 `PBR_SpeeGloss.ms`），或者在调用脚本时使用双引号包裹路径，例如： ```maxscript fileIn "D:/软件/3ds_Max_2024.2_Win_64bit/3ds Max 2024/scripts/startupMaterial PBR SpeeGloss.ms" ``` - 确保启动脚本中对文件的引用方式也做了相应修改。 3. **验证插件和资源依赖**： - 检查脚本是否引用了外部插件或材质库，确保这些资源已正确安装并可用。 - 如果脚本依赖第三方插件，请访问插件官方网站确认其是否支持 3ds Max 2024。 4. **更新脚本以适配新版本**： - 阅读 3ds Max 官方文档，了解是否有 API 更改影响脚本运行。 - 若脚本作者提供了更新版本，请下载最新版并覆盖原文件。 5. **禁用或移除脚本**： - 如果上述方法均无效，可以暂时将该脚本从启动目录中移除，以避免每次启动 3ds Max 时触发错误。 - 进入 `Customize > Configure User Paths > Scripts`，查看脚本路径是否被添加到自动加载列表中，并进行调整。 ---
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