光照渲染模型



本文主要介绍基于物理绘制（Physical Based Rendering）的相关背景，以及现有的经典局部光照模型。文中相关描述主要从文末参考文献收集整理而来，仅供自己学习领会~~~。

 

1光与物质交互：吸收，散射，自发光

直观理解：颜色越深，吸收能力越强；浓度越大，散射能力越强，如下图：

 

1.1光与平面交互产生的两种散射光：反射光，折射光

1.2次表面散射（Subsurface Scattering）

光在平面上散射时，当出射点与入射点不同时，就形成了次表面散射现象。根据散射出的距离和入射点像素的大小的关系，可以分为两种情况：

1）当像素的尺寸大于入射到出射点的距离时，这个距离就可以被忽略，可以认为这个平面散射出的光和入射光是在相同点上，也就是右图的样子，也就是我们常说的漫反射。

2）当像素小于出射到入射距离时，每个点的着色就会受到其他光入射到其他点的影响，也就所谓的“次表面散射”现象：

 

2经典局部光照模型

2.1郎伯（Lambert）漫反射模型

2.2Phong镜面反射模型

反射光线计算方法：

2.3Blinn-Phong反射模型

 

2.4Cook-Torrance光照模型

当入射角度为0时，非金属材质(2%~8%)，水和液体是2%，砖块8%，其他有机材质和塑料是5%，半导体和晶体是15%~50%金属60%~90%。

 

3光照渲染方程

3.1BRDF

 

 

参考：

 

1.康玉之，《GPU编程与CG语言之阳春白雪下里巴人》

2.SIGGRAPH 2010 Course: Physically-BasedShading Models in Film and Game Production：

http://renderwonk.com/publications/s2010-shading-course/