文章目录
- 前言
- 一、渲染方程
- 二、什么是BxDF
- 1、BSSRDF
- 2、BRDF
- 3、BTDF
- 4、BSDF
- 三、迪士尼原则的BRDF
- 四、迪士尼原则的BRDF的参数
- 五、在Unity中看一下默认Shader的这些参数
- 六、在这里记录一下使用 Blender 和 SubstancePainter 的流程
- 1、在Blender中导出模型为 .obj 格式
- 2、在SubstancePainter中导入（在SP中导入是使用新建）
前言
Unity中Shader双向反射分布函数BRDF。在上一篇文章中，我们知道了PBR的核心是PBS。而PBS的核心就是 双向反射发布函数（BRDF）
一、渲染方程
- 渲染方程描述了光能在场景中的流动，根据光的物理学原理，渲染方程可以完美的模拟出符合物理光学的结果。
该公式是根据现实物理推到得出的，实际渲染不用这个，而是在这个的基础上简化
- L0是当前点的出射光亮度（可以理解为输出颜色）
- Le是当前点的自发光亮度
- ƒr是当前点的入射方向到出射方向光的反射比例，为BxDF
- Li是当前点的入射光亮度
- （ωi*n）是入射角带来的入射光衰减
- ʃΩ…dωi是入射方向半球的积分，可以理解为无穷小的累加和
我们在渲染时，主要考虑的是 ƒr ，BxDF
二、什么是BxDF
1、BSSRDF
- Bidirectional Surface Scattering Reflectance Distribution Function（双向表面散射反射分布函数）
双向：这个函数需要已知 入射光向量 和 视线向量
表面散射反射：这个函数几乎完全模拟出了物理光照物体的效果
2、BRDF
- Bidirectional Reflectance Distribution Function（双向反射分布函数）
双向：这个函数需要已知 入射光向量 和 视线向量
反射：这个函数只模拟了光照到物体表面高光反射的效果
3、BTDF
- Bidirectional Transmittance Distribution Function（双向透射分布函数）
双向：这个函数需要已知 入射光向量 和 视线向量
透射：这个函数只模拟了光照到物体表面穿透 高光透射 的效果
4、BSDF
- Bidirectional Scattering Distribution Function（双向散射分布函数）
双向：这个函数需要已知 入射光向量 和 视线向量
散射：这个函数同时模拟了 高光反射 和 高光透射 的效果
- BSDF = BRDF + BTDF
我们在Unity中，主要使用的时BRDF（双向反射分布函数），即只考虑物体表面的高光反射效果。
三、迪士尼原则的BRDF
BRDF有很多公式。但是，比较通用普及的是迪士尼原则的BRDF
迪士尼动画工作室在 SIGGRAPH2012上进行了著名的 Physically based shading at Disney 演讲，正式提出了 迪士尼原则的BRDF，由于其 高度的通用性 在电影界和游戏界都引起了不小的轰动。
迪士尼原则的BRDF的核心理念：
- 使用直观的参数，而不是晦涩的物理类参数
- 参数尽可能的少
- 参数在其合理范围内应该为 0 - 1
- 允许参数在有意义的情况下超出正常的范围
- 所有参数组应尽可能的健壮与合理
四、迪士尼原则的BRDF的参数
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BaseColor(固有色)：表面的颜色，通常由纹理提供
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Subsurface(次表面)：使用次表面近似的控制漫反射形状
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Metallic(金属度)：0 = 非金属，1 = 金属，这是两种不同类型之间的线性混合
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Specular(镜面反射强度)：镜面反射的强度
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SpecularTint(镜面反射颜色)：对美术控制的让步，用于对BaseColor的入镜镜面反射进行颜色控制
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Roughness(粗糙度)：表面粗糙度，控制漫反射和镜面反射
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Anisotropic(各向异性强度)：用于控制镜面反射高光的纵横比，0 = 各向同性，1 = 各向异性（正常的物体一般是各向同性的）
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Sheen(光泽度)：一种额外的掠射分量。主要用于布料
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SheenTint(光泽颜色)：对Sheen的颜色控制
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ClearCoat(清漆强度)：特殊用途的第二个镜面波瓣
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ClearCoatGloss(清漆光泽度)：控制透明图层光泽度
标红的参数是Unity中用到的
五、在Unity中看一下默认Shader的这些参数
首先，我们需要把颜色空间修改为线性的
（Edit->Project Setting->Player->Other Settings）
然后，我们在Unity中导入一个模型用于测试PBR的主要参数：
我们可以使用SubstancePainter软件来输出这下图中需要的纹理
六、在这里记录一下使用 Blender 和 SubstancePainter 的流程
1、在Blender中导出模型为 .obj 格式
2、在SubstancePainter中导入（在SP中导入是使用新建）
SubstancePainter中移动快捷键：
旋转视图：ALT+鼠标左键；移动视图：ALT+鼠标中键
因为Unity中对于PBR的不同单通道效果使用多个纹理，比较浪费系统资源。
所以，我们可以在自己的Shader中改写，对一张贴图的RGB通道来分别采样使用
这是在SP中，自定义的纹理输出格式
