- 日出效果:尘埃分解光线画面。水柱之间有透明渐变和表面起伏反射。洞穴中间的聚光线发生的反射。飘起的头发发生的反射。布料材质反射的光线不同。蝴蝶的鳞片起伏反射。光晕的效果是中间灰两边亮。鱼片的表面的次反射,通过光线的研究来表现材质。

- BRDF == 材质,通过BRDF公式渲染不同的材质。

- BRDF示意图


- 这个公式是漫反射系数的表达式。假设光没有被物体吸收,入射光线和反射的光线的能量是一样多的。这个公式是PRDF的fr是常数,而L(w)是光线的能量,dw是漫反射的能量。第二步是根据前面的假设做了合成为f(H2)。第三步是cos角和dw漫反射光能量相乘,变为一个π,有小伙伴知道这个是如何变,可以在下面留个言?

- 当BRDF常量是 ρ/π常量,这表示入射和反射光BRDF能量是不变的。 ρ是0-1的数,它是在albedo某个通道取值。
- 抛光金属反射出来光线是有些分散的,带有镜面的反射的效果。

- 半透明的光线有部分被反射出去,一部分被折射进来。


- 左边是一部分发生镜面反射,一部分是折射进来。右边的材质是带有颜色的,表示这部分的光线是有一部分被吸收,而另外一部分被反射出去。如果是全部吸收,那这个材质就变为全黑了。
- 反射定律出射和入射的角度是相同的。

- 可以求入射和出射向量,由于入射角度和出射角度是相同,cosθ用他们之间向量的点乘获得。这是点乘的公式a∙b=|a||b|cos(θ)。第二种方法把入射和反射光线放在一个平面坐标系中,入射和反射之间是180度,就有了Ø+π,然后用2π求模,拿到Øi入射方位角。


- 下面的海水反射的折射,因为海面是凹凸不平的,折射下来光线汇聚一起,形成了聚光的效果,而我们叫这种焦散现象。

- 入射角的sinθ和折射角的sinθ是相同的。把中而这个放在平面上,入射和反射的方位角可以通过公式表达出来。最右边是不同材质的折射率。


- 这个图片展示了全反射发生的条件,这是没有反射折射的现象。
- 如果人在海内部,看到是全反射的现象,没有反射折射。

- 这个书桌有菲尼尔效果。如果在顶部和正面观察书本,顶部是观察视线垂直桌面,看到的反射书本就非常少。而正面看书本,看到反射书本就非常的明显,我们观察的视线和桌面是平行的。


- 绝缘体体现出来菲尼尔现象。
- 金属的菲尼尔

- 菲尼尔曲线是在0-1,下面的公式可以拿到菲尼尔的反射角度。这部分不太懂,欢迎留言。

- 微表面模型:从远处看到材质,从近处看是几何图形。这个微表面可以理解为一个不同的镜面反射组合在一起的。


- BRDF的体现两种反射:镜面反射和漫反射。

- 展示的微表面模型公式由微表面的法线方向D(h)和自遮挡自投影G(i,o,h)(例如球体的边缘的相对暗一些),以及f(i,h)菲尼尔决定多少能量被反射出去。这里的提到的D(h)有些法线被局部的微表面遮挡,光线和这个法线无法产生光的反射作用。


- 区分材质关系:这些被磨过的金属表面在灯泡的照亮之下是弧型。

- 各向异性指表面法线方向分布均匀,各向同性指法线的方向是分布不均匀,它们可能指向同个方向,例如下面的第二幅图,各向异性有不同的风格。

- 下面的圆球高光是圆形,是各向同性,弧型的高光是各向异性。水壶如果高光是分割的线条,是各向异性。光碟可以理解为各向异性,但有更好的词汇可以解释它,这个我还没有了解到,欢迎留言。

- 中间的锅是围绕圆形来进行磨砂,从中间到四边进行发散的高光。左边的锅是也是从上到下一圈圈刷出来微表面。

- 尼龙是各向异性,为什么呢?因为它的微表面是由不同的线交叉在一起,微表面的法线分布不均匀。

- 毛绒球按道理来说微表面是各个朝外的毛线分布,它们的微表面是分布均匀的,属于各向同性。但在实际上,人通过洗,改变它毛线分布但方向,变成的各向异性。


- BRDF部分性质:它的值是正数;它可以被拆分漫反射、镜面反射、边缘轮廓反射等,这些部分计算出来,可以相加在一起结果和完整的BRDF的效果是一样的。

- BRDF部分性质:如果BRDF的光的方向发生相反位置变化,但它们的BRDF是相同的。第二个公式描述能量守恒定律,光线的出现在物体的表面,一部分被吸收,一部分被发散,它们相乘是小于1。为什么需要小于1?因为在不同的微表面,光线被反射了很多次,微表面会吸收一部分的光,反射的出来的光的能量不断的减少,BRDF的能量就小于1。

- BRDF部分性质:第一个等式是表达各向同性材质能量,只考虑它们的方位角之差,即入射Ø和反射Ø即可。第二个等式是所有的BRDF入射Ø和反射Ø位置是可以对换的,它们相减加个绝对值可以让它们的能量变为正数。

- BRDF测量提出从主要的两个地方考虑:第一个是菲尼尔不满足之前的公式,它的曲线是相对复杂的,需要测量值获取到它曲线分布的情况。第二个测量数据可以直接使用,而不用推测模型。

- BRDF测量是从某个点作为一个观察点,从不同的角度进行拍摄,获取到微表面各个方向反射出来的光线。第二幅图是测量BRDF的测量工具。


- 上面的仪器用来测量BRDF值,改变摄像机的位置,重新测量其他的方位角是相对耗时。这个数据需要简化,可以测量某些位置,通过这些位置把其他的位置的BRDF值猜出来。

- BRDF资源库,1.0版本是各向同性的材质。

现代计算机图形学入门-闫令琪 17课基本材质
2021/12/22 6:54:48
