Этот материал – краткий конспект основных терминов и идей из англоязычной статьи Physically-Based Rendering, And You Can Too! с дополнением из других источников.
1. Определение
Физически корректный рендеринг (Physically based rendering, PBR) — метод компьютерной графики, который позволяет отображать объекты более достоверно, моделируя поток света как в реальном мире.
PBR — это скорее идея, чем строгий набор правил, и поэтому точные реализации систем PBR, как правило, различаются. Однако, поскольку каждая система PBR основана на одной и той же основной идее (визуализировать материал как можно точнее), многие идеи будут легко переноситься из проекта в проект или из движка в движок.
2. Базовые константы идеи PBR
В системе PBR есть несколько основных понятий (сущностей):
- Albedo (диффузный цвет)
- Reflectivity (отражающая способность)
- Microsurface (шероховатость/микрорельеф/глянцевость поверхности)
Два вида материалов:
- Диэлектрики
- Металлы
А также несколько концепций:
- Сохранение энергии
- Эффект Френеля
Сохранение энергии выражается в двух правилах:
- Чем сильнее отражающая способность, тем темнее рассеивание
(дифузный цвет металла (Альбедо) – почти черный). - Чем сильнее шероховатость, тем более тусклые и широкие блики
(и наоборот, более гладкие поверхности блестят яркими и острыми бликами)
Эффект Френеля, если кратко – любая поверхность (и диэлектрики и металл) ведет себя как зеркало, если она гладкая и под острым углом к зрителю
Дополнительные наблюдения:
- Блики. У диэлектриков блики бесцветные (белые), у металлов – цветные.
Из практики:
- В работе с Microsurface (шероховатость) лучше избегать крайних значений. Для большинства материалов корректным диапазоном будет 0,1-0,9.
- Reflectivity – значение отражающей способности для большинства диэлектриков — 2-14%. Для металлов – 60-98%. Все, что между – 14-60% – это смешанные материалы, на практике почти не встречаются. Такие значения могли бы получиться только при сильном загрязнении или окислении материала.
Подробнее об этом есть информация в статьях выше.
3. Инструменты
Платные инструменты 3д-художников для профессиональной работы с материалами:
- Marmoset Toolbag – поддерживает большинство параметров системы PBR.
- Adobe Substance 3D Painter – понятный, удобный, множество бесплатных уроков в сети.
Другие статьи по теме:
- pbr для новичков — материалы, пайплайны и текстурные карты
(рус, статьи практическими советами) - Базовая теория физического рендеринга (перевод-конспект, основы)