微表面模型 Micro facet Material [43:28]

[46:13]。当物体很远很小时,从远处看, 是平面且粗糙的。从近处看,是几何且镜面反射。[49:09]。

从微观上看,每个几何表面都有各自的法线方向。但拉远后,这些法线方向就抽象成了法线方向的分布

💡 本身是随机的,适用统计分布。本身是规律的,可以用公式计算规律。也有可能同一件事,从不同角度去看,会得到随机和有规律两种不同的结论。分析出的规律,也有可能最终还是以统计的方式体现。

微表面的粗糙成度可以用法线分布来表示:

  • 当微表面的法线方向比较集中,材质就类似于glossy

  • 当微表面的法线方向比较分散,材质就类似于diffuse

考虑这样一个微表面:

它的BRDF这样定义:

$$ f(i, o) = \frac{F(i, h)G(i, o, h)D(h)}{4(n, i)(n, 0)} $$

说明:
i和o:分别代表入射方向和出射方向
F:Fresnel项
**G:几何遮挡项,表示微表面的互相遮挡。**发生情况:光线几乎平的打到表面上时。
D:法线方向的分布。当微表面法线方向h与(i, o)的half vector一致时,入射方向i的光能够反射到出射方向o上。D统计了有多少微表面的法线方向为h。

💡 用物理方法模拟的难点在于如何基于物理去建模。用简体近似的方法模拟,难点在于应对不简化不合理地方出现的失真。用数据模拟,难点在于大量高质量的数据。
光追属于第一种,这里的方法属于第二种,机器学习属于第三种。


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