PBR基于物理的渲染原理

最新推荐文章于 2025-03-10 20:18:58 发布
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#PBR #unity #BRDF

一.Specular Map 高光贴图(反射率贴图)
在这里插入图片描述上图分析：（PBR时代的高光贴图(反射率贴图)：指的是反射率）
“球4”：相对光滑，反射能力强！ 能看到 更清晰的反射信息（主光源和周围环境信息：所处的环境中有许多的发光源）
“球1”：表面粗糙，反射能力弱 ！只能看到主光源的反射信息

在这里插入图片描述二.绝对光滑

在这里插入图片描述三.反射率贴图 和 颜色贴图的联系
蓝色：反射率贴图
红色：颜色贴图
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在这里插入图片描述
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四.白光照射红色物体
非金属：吸收红色外的其他光， 大部分红色光被漫反射出去
金属：吸收或改变光（在反射率贴图上改变颜色来调整反射光的颜色）

五.粗糙度贴图和光泽贴图
在这里插入图片描述光泽贴图：glossness
在这里插入图片描述粗糙度贴图：Roughness
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原理：
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在这里插入图片描述菲涅尔等式：有多少光被反射了（反射和折射的比率）

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在这里插入图片描述在这里插入图片描述
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brdf 高光反射
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发现法线分布函数
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ProcessingJoy —— 基于物理的渲染 PBR 入门（一）【JAVA】【GLSL】
ShaderJoy 的兴趣技术杂货铺
01-29 1492
理论 PBR（Physically Based Rendering），或者更常见的说法是基于物理的渲染，是一组渲染技术，它们或多或少基于与物理世界更接近的相同的基础理论。由于基于物理的渲染旨在以物理上可信的方式模拟光线，所以它通常看起来比那些凭经验的灯光算法（如 Phong 和 Blinn-Phong） 更真实。它不仅看起来更好，并且因为它接近于实际的物理，我们(特别是美术设计人员)可以根据物理参数来创建表面材质，而不必诉诸廉价的 hack 和调整来使光线看起来正确。基于物理参数创作材质的一个更大的...
物理渲染-基于物理的光照模型
weixin_33727510的博客
03-28 755
文章所用图片来自相关领域文献,如有侵权请联系撤除,　转载本文请注明出处 1.关于光照模型 　　对于图形学领域和图形学开发来说,实时渲染的光照模型是一个最最基础的问题,简单的来讲,光照模型就是用来描述在真实环境下,物体表面一点在在光照下的反射颜色值.有许许多多的光照模型试图用数学的公式来模拟这个问题,当然这即是一个物理问题,也是一个数学问题.大学时最初...
PBR基于物理渲染(2to2)
04-08
Physically Based Rendering 基于物理渲染理论中文版
PBR物理渲染理论 (1to2)
04-08
Physically Based Rendering
PBR基本原理和概念以及PBR流程
蒙双眼看世界
05-23 9541
参考博文：10分钟了解PBR流程-PBR基本原理和概念 - 知乎 PBR就是Physically-Based Rendering的缩写（基于物理的渲染）。 PBR提供了一种光照和渲染方法，能够更精确的描绘光和表面之间的作用。 PBR不仅擅长用来表现非常写实的材质，同时也能用来处理风格化的资源。 优点： 1，用PBR方法创建材质更容易，创建材质属性时不再需要猜测，而是根据真实数据设置。 2，材质在所有光照...
PBR渲染原理
linuxheik的专栏
11-27 3574
PBR渲染原理 Tags: computer graphics 基于PBR做渲染，需要涉及到很多物理学、几何学、热辐射学概念，本文将逐一介绍每个关键概念，并给出相关重要公式。 微平面(microfacets)理论 微观尺度下的任意一个平面(surface)都可以用多个微小的、完美反射的镜面来描述，这些微小镜面被称为微平面。 粗糙度(roughness) 平面的粗糙度决定了它的
图形渲染——PBR(PBS)基于物理的渲染
weixin_44212242的博客
04-18 719
快速了解BPR：微表面，能量守恒，BRDF。中间有关于Games202BRDF深入浅出的理解，不是照搬笔记，希望可以有帮助。
PBR基于物理的渲染综合指南中文版.rar
07-11
《PBR基于物理的渲染综合指南》中文版是一份详细阐述了现代计算机图形学中物理基础渲染技术的宝贵资源，特别适合对PBR（基于物理的渲染）感兴趣的初学者，以及那些想要深入理解Substance Designer和Painter的用户。...
基于物理的渲染理论基础（PBR渲染）
u012740992的专栏
12-12 1697
基于物理的渲染，通俗一点说就是根据现实环境上光是如何照到物体，然后物体如何把光的颜色反射到人的眼睛的过程，而游戏中基于物理的渲染就是通过数学公式建模的方式来模拟（只是模拟并非完全准确）这个过程，从而达到更接近现实世界的渲染效果，显得画面更逼真。 从上面这句话的描述得知，整个物理渲染其实就用一句话最简单的话总结就是：、 求光从某个方向照射到物体后反射出来到肉眼的光。 用更具学术性的话语说就是： 求物体的双向反射分布函数，即BRDF。 因此，要在渲染上实现上面这句话，就要求我们去解开这些问题： 1、光是什么，如
opengl-PBR基于物理的渲染(Physically Based Rendering)：理论基础
wqdqwass的博客
12-26 2911
PBR文档链接 PBR-learnOpengl官方文档 理论基础 PBR概念 PBR基于物理的渲染(Physically Based Rendering)，它指的是一些在不同程度上都基于与现实世界的物理原理更相符的基本理论所构成的渲染技术的集合。相比Blinn-Pong光照算法更真实一些。 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。 微平面模型 所有的PBR技术都基于微平面理论。这项理论认为，达到微观尺度之后任何平面都可以用被称为微平面(Microfacets)的细小镜面来进行描绘。根
物理渲染(PBR)-基于物理的光照模型
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leon
03-28 3万+
对于图形学领域和图形学开发来说,实时渲染的光照模型是一个最最基础的问题,简单的来讲,光照模型就是用来描述在真实环境下,物体表面一点在在光照下的反射颜色值.有许许多多的光照模型试图用数学的公式来模拟这个问题,当然这即是一个物理问题,也是一个数学问题.大学时最初接触计算机图形学时,对书本上关于光照模型的推到过程就极为不解,最近为了研究基于物理的光照模型看到一篇10年siggrgrah的course,他是一个对基于物理的光照模型的很详细的教程,对光照模型的很多问题突然很多清晰明了了起来,尤其这篇文章中对于diff
图形学基础 | 基于物理的渲染理论（PBR)
【黑键】
04-20 2725
转载自: https://learnopengl.com/PBR/Theory Learn OpenGL PBR Theory 主要是想了解一下PBR是什么. PBR 基于物理的渲染(Physically Based Rendering) 它指的是一些在不同程度上都基于与现实世界的物理原理更相符的基本理论所构成的渲染技术的集合 因为基于物理的渲染目的便是为了使用一种 更符合物理学规律的方式来模...
一篇文章搞懂 PBR 渲染原理！
Cocos的博客
11-01 965
Cocs Creator 3.x 开始，PBR 就作为了标准材质。很多没有接触过 PBR 材质的同学并不是很适应，玉兔觉得有必要给大家科普一下。本文，玉兔将带大家再复习一遍 PBR 渲染。PBR 内容有点多，玉兔尽量简明扼要、长话短说。如果怕睡着，可以点击视频版。unsetunset为什么会出现PBR？unsetunset从古至今，每一个新东西的出现，一定伴随着它的存在价值。要么是为了提高产能，要...
PBR——基于物理的实时渲染
xiewenzhao123的博客
02-18 6724
简介PBR，或者用更通俗一些的称呼是指基于物理的渲染(Physically Based Rendering)，它指的是一些在不同程度上都基于与现实世界的物理原理更相符的基本理论所构成的渲染技术的集合。正因为基于物理的渲染目的便是为了使用一种更符合物理学规律的方式来模拟光线，因此这种渲染方式与我们原来的Phong或者Blinn-Phong光照算法相比总体上看起来要更真实一些。除了看起来更好些以外，由于
基于物理规则的渲染(PBR)
weixin_33704591的博客
01-12 238
  为毛我的效果那么挫，我也是按照公式来的   2017 -3 -20  
PBR基于物理的着色
yunman2012的博客
07-01 896
Unity5之后加入新的渲染方式 PBR。PBR是一种着色和渲染技术，用于更精确的描述光如何与物体表面互动。PBS（Physically Based Shading）在有一些地方也叫PBR（Physically Based Rendering），是一个基于物体表面材质属性的着色方法。与之前的Blinn-Phong等算法不同。PBS通过对物体表面的材质属性与周围光照信息来进行着色计算。PBS着色系...
物理渲染（PBR）详解：从理论到实现
yasin的博客
04-13 3051
PBR（Physically Based Rendering，物理渲染）是一种基于物理原理的渲染技术，旨在模拟真实世界中光照和材质的行为。PBR渲染方程是PBR渲染技术的核心，描述了光线在与物体表面相互作用时的行为。PBR渲染方程通常分为表面反射（Specular）和表面漫反射（Diffuse）两部分。Lo​pωo​∫Ω​fr​pωi​ωo​Li​pωi​ωi​⋅ndωi​Lo​pωo​表示观察点p上沿观察方向ω。
基于物理的实时渲染 -- PBR
gghhb12的博客
03-24 1327
PBR，或者用更通俗一些的称呼是指基于物理的渲染(Physically Based Rendering)，它指的是一些在不同程度上都基于与现实世界的物理原理更相符的基本理论所构成的渲染技术的集合。正因为基于物理的渲染目的便是为了使用一种更符合物理学规律的方式来模拟光线，因此这种渲染方式与我们原来的Phong或者Blinn-Phong光照算法相比总体上看起来要更真实一些。
[OpenGL]使用OpenGL实现基于物理的渲染模型PBR（上）
刘好念的博客
03-10 1310
本文介绍了 **基于物理的渲染(Physically Based Rendering, PBR)** 的基本概念，实现流程和简单的代码实现。
物理渲染(PBR
最新发布
09-01
<think> 我们正在讨论物理渲染（PBR）的原理、应用及技术细节。根据引用内容，PBR是一种基于物理定律的渲染技术，旨在生成逼真的图像。其核心是模拟真实世界的光照和材料属性，确保在不同光照条件下保持视觉一致性。 原理部分： PBR基于物理定律，特别是光的反射和散射。它使用BRDF（双向反射分布函数）来描述光线如何从表面反射。引用[1]提到PBR的基本原理，引用[2][3]提到它通过物理模型计算光照和材质的相互作用。 技术细节： - 材质参数：包括金属度（metallic）、粗糙度（roughness）等。 - 光照计算：使用复杂的数学模型，如渲染方程。 - 渲染管线：涉及HDR、色调映射、全局光照等技术（引用[3]）。 应用： 在Unity中，PBR通过设置材质属性和使用高质量纹理实现逼真效果（引用[2]）。在Monado引擎中，PBR提升了虚拟现实游戏的沉浸感（引用[3]）。 现在，我们按照用户要求的格式组织答案，包括使用$...$和$$...$$表示数学公式，添加引用标记，并生成相关问题。 </think> ### 物理渲染（PBR）技术解析 #### 一、PBR核心原理 物理渲染基于真实物理定律模拟光与材质的交互： 1. **能量守恒原则** 入射光能$ E_i $ = 反射光能$ E_r $ + 吸收光能$ E_a $ $$ E_i = E_r + E_a $$ 确保场景中光线行为符合真实世界规律[^1][^3] 2. **双向反射分布函数（BRDF）** 核心函数$ f_{\text{BRDF}} $精确描述光线反射行为： $$ f_{\text{BRDF}}(l, v) = \frac{dL_o(v)}{dE_i(l)} $$ 其中$ l $为入射方向，$ v $为观察方向，$ L_o $为出射辐射率[^1][^3] 3. **材质属性物理化** | 参数 | 物理意义 | 取值范围 | |-------------|---------------------------|----------| | 金属度 | 电子自由移动程度 | [0,1] | | 粗糙度 | 表面微结构无序度 | [0,1] | | 高光反射 | 非金属表面菲涅尔反射 | [0.02,0.08] | | 基底色 | 纯材质吸收光谱特性 | RGB向量 | #### 二、关键技术实现 ```mermaid graph LR A[PBR渲染管线] --> B[材质预处理] A --> C[实时光照计算] A --> D[后处理优化] B --> B1(法线贴图烘焙) B --> B2(粗糙度图生成) C --> C1(IBL环境光卷积) C --> C2(实时光追) D --> D1(HDR色调映射) D --> D2(屏幕空间反射) ``` 1. **材质工作流**（Unity URP/HDRP实践） - **金属/粗糙度流程**： ```glsl vec3 F0 = mix(vec3(0.04), albedo, metallic); vec3 F = fresnelSchlick(max(dot(H, V), 0.0), F0); ``` - **镜面反射/光泽度流程**：分离高光与漫反射控制[^2] 2. **光照计算优化** - 环境光采用预计算辐照度图：$ L_{\text{env}} = \frac{1}{N}\sum_{i=1}^{N} L_i \cdot \max(\cos\theta_i, 0) $ - 实时点光源使用Cook-Torrance模型： $$ f_{\text{cook-torrance}} = \frac{D \cdot F \cdot G}{4(\omega_o \cdot n)(\omega_i \cdot n)} $$ 3. **移动端特殊优化**（URP方案） - 简化BRDF：Karis近似公式替代完整积分 - 纹理压缩：ASTC 6x6替代RGBA32 - 烘焙光照贴图减少实时计算[^2] #### 三、跨领域应用案例 1. **VR沉浸感增强**（Monado引擎） - 动态环境反射：$ R_{\text{env}} = \text{cubemap}( \text{reflect}(-V, N) ) $ - 眼球追踪优化：注视点区域采用全精度PBR[^3] 2. **影视级渲染**（HDRP管线） - 光线步进体积光：$ \tau(x) = \int_{0}^{d} \sigma_t \cdot L(x+t\omega) e^{-\int_{0}^{t}\sigma_t ds} dt $ - 16K HDR输出配合ACES色彩空间 3. **开放世界优化** - 分块式延迟渲染降低带宽 - 动态材质LOD：$ \text{精度} = k \cdot \frac{1}{\Vert P_{\text{cam}} - P_{\text{obj}} \Vert^2} $ > PBR核心价值：**通过物理正确性保证材质在任意光照场景下的视觉一致性**，避免传统渲染中手动调整参数的试错成本[^1][^2][^3] ---
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