PBR物理材质

本人笔记，不喜勿喷

PBR在英文里面是 Physically Based Rendering 翻译成中文就是基于物理的渲染。
反射 散射 生成diffuse 漫反射
反射 生成Specular 镜面反射
进入物体生成透射

实现pbr渲染，抽象出来了相应的渲染方程
BSDF 双向散射表面分布函数，
这个由两部分组成，一部分是表面的函数 BSSRDF（双向散射表面反射分布函数）由BRDF（双向反射率分布函数）和SSS（次表面散射Subsurface scattering）组成。
另一部分是BSSTDF（双向散射表面透射率分布函数），由BTDF（双向透射率分布函数）和SSS（次表面散射Subsurface scattering）组成。
它们整体的组成了一个完整的渲染方程。

里面的重点是BRDF，简化计算，广泛应用于游戏领域。

基于微平面理论的BRDF
理论原理，在微观视角小的物体都是凹凸不平的，根据此角度进行相关推理而出。

迪士尼的PBS
基本原则：

1. 艺术导向，并不一定物理正确
2. 直观参数，而不是物理类参数，方便调试
3. 参数尽可能少，范围应保持在0到1
4. 所有参数组合尽可能健壮且合理，就是相互叠加或者去除某个效果不会产生错误效果

实现：
漫反射项：迪士尼的diffuse
镜面反射：microfacet Cook-Torrance BRDF
这个分出三项来解释：D项 （法线分布函数）镜面高光 F项 菲涅尔 G项 几何遮挡

模拟方程：

用的最多的是 Schlick ，他提出了一种近似得方法，利用已知的F0，就是默认的反射率，来求出菲涅尔反射率。

光照公式进一步优化：
(DiffuseColor / Pi + （D * Roughness） * （V * Roughness） * （F * SpecularColor）) * NdotL * LightColor

基于物理的环境光照
漫反射

1. 立方体映射
2. 球谐光照
3. 蒙特卡洛积分

镜面反射
分解求和近似
LD 预过滤环境映射 就是环境反射球 mipmap
DFG 环境BRDF 使用2D LUT或者解析拟合 函数如下

间接光照公式：IndirectLighting = DiffuseColor / pi * SH + LD * DFG(SpecularColor)
直接光照公式： DirectLighting = （DiffuseColor / pi + D(Roughness，x) * V(Roughness，x) * F(SpecularColor，x) ）* NdotL * LightColor

AO 环境光遮蔽
一般使用的两种：
一种是自身物体生成，可以通过软件烘焙出的，用于自身的，一般是AO贴图。
另一种是物体和物体之间生成的，可以通过屏幕空间技术得到，比如SSAO。
一般两者取最小的值进行混合。（个人感觉取中间值比较好）。