Content
Световой луч проходит из одной среды в другую, и рассеивается несколько раз внутри объекта. Затем он отражается от объекта в первичную среду примерно в туже точку, через которую прошел в первый раз, как показано на рис. Разработчики прекрасного софта Substance Painter (и других полезных пакетов для упрощения процесса создания материалов) также проводят образовательную работу среди 3D населения интернета. Эта статья как раз и является переводом одного из таких образовательных трудов. Это будет просмотр под нулевым углом или при нормальном падении света, нормалью будет перпендикуляр к поверхности воды.
Обсуждение вопросов рендеринга в линейном пространство может потребовать до целой статьи. Поэтому, мы не будем вдаваться в глубину и специфику этой проблемы. Тем не менее, важно то, что при таком виде рендеринга вычисления проводятся в линейном пространстве. Похожим образом, с окрашенным металлом, обращаются, не как с металлом, а скорее как с диэлектриком.
Рекомендации по созданию текстуры базового цвета.
Если же вы будете смотреть на поверхность под острым углом, скорее, параллельно ей, вы заметите, что зеркальные отражения на поверхности воды стали интенсивнее, и, возможно, вы вообще ничего не увидите в воде. Более шероховатая поверхность отличается более крупными и тусклыми светлыми областями. Более гладкие поверхности сохраняют зеркальное отражение, а также выглядят ярче или интенсивнее при просмотре под нужным углом. Физически корректный рендеринг (PBR) играет ключевую роль в развитии виртуальной реальности. По мере того как VR-устройства становятся всё более мощными, пользователи ожидают всё более реалистичного и детализированного контента. PBR позволяет разработчикам создавать такие миры, где каждый объект выглядит так, как если бы его можно было потрогать, ощутить текстуру или почувствовать вес.
Уравнение Френеля (англ. «Fresnel equation») — описывает соотношение поверхностного отражения при различных углах между поверхностью и падающим светом. Существуют различные виды уравнений для диффузной части BRDF, которые, как правило, дают более реалистичный результат, но при этом являются и более дорогостоящими в вычислительном отношении. Однако, по мнению Epic Games, Ламбертового рассеяния достаточно для большинства задач рендеринга в реальном времени.
Но, независимо от структуры объекта, кейт феррацци тал рэз «никогда не ешьте в одиночку и другие правила нетворкинга все поверхности отражают одинаковое количество света. Параметр отражения в 3D можно настроить с помощью карты Specular или Metallic. Потому что у них нет диффузного отражения, зато есть сама поверхность, и иногда свет всё-таки теряет часть спектра, нагревая её, а оставшаяся часть и является цветным бликом. И если в specular-пайплайне мы вынуждены были бы использовать цветную RGB-карту в инпуте specular, нагружая память ещё двумя каналами, то в metalness уже сразу всё есть в albedo. И, согласно карте metalness, шейдер либо окрашивает блик, если у нас чистый металл, либо нет, если изолятор. Так как PBR стремится к реальным параметрам и характеристикам, значения для яркости albedo должны быть валидированы и приведены к диапазонам реальных значений, а они не могут опускаться ниже sRGB и подниматься выше 240 для диэлектриков.
- В статье про запекание мы упоминали, что есть еще несколько текстур помимо карты нормалей и карты АО, которые нужны для дальнейшей работы над моделью.
- Но, в целом, для этого способа подойдёт любой набор текстур, в том числе те, которые можно найти в Starter Content.
- Самая распространенная модель рассеянного отражения полностью пренебрегает ими.
- Итак, подытожим тем, что PBR это принцип отображения графики работающий с поверхностями материалов и их свойствами.
- Также он обладает, в частности, такими свойствами как преломление и отражение, то есть зависит от среды в которой находится и поверхностей, с которыми может взаимодействовать.
BxDF функции
Их существует два – более старый (но он все равно применяется в некоторых случаях и адаптирован для PBR), и более актуальный, с которым вы будете сталкиваться чаще. А их применение в работе обычно диктуется условиями и особенностями конкретного проекта. Итак, подытожим тем, что PBR это принцип отображения графики работающий с поверхностями индикаторы для скальпинга материалов и их свойствами. Она используется в основном для материалов с эффектом поверхностного рассеивания. При работе на большом проекте вы можете договориться и выработать гайдлайн, по которому, например, материалу дерева в Color ID будет соответствовать красный цвет, а материалу резины — синий. Помимо основных Albedo, Reflectivity и Microsurface существуют и необязательные вспомогательные текстуры, которые делают процесс работы удобнее или дополняют материал.
Так например в карте Metlaness, черный пиксель означает 0, белый пиксель означает 1. На следующей схеме можно наблюдать как работает Diffuse – рассеивание света. Луч проникает под поверхность попробуйте заработать 20 пунктов в день объекта и часть его отражается обратно. Это свойство материалов влияет на цвет частиц, которые будут рассеиваться наружу, от поверхности.
- От матовой поверхности лучи света отражаются по принципу модели освещения Ламберта, то есть равномерно под любым углом.
- Если вам в Substance Designer нужно вручную установить F0 для диэлектрика, вы можете сделать это, используя выход “specularLevel”, как показано на рисунке 06.
- При поглощении интенсивность света уменьшается, поскольку он преобразуется в другую форму энергии (как правило, в тепловую).
- Из-за шероховатости фактические изменения цветовых значений отражений могут быть трудно различимыми.
- Это значение отражения F0, должно учитываться при создании и использовании текстур.
- Тем не менее, эти значения для наиболее распространенных диэлектрических материалов изменяются не кардинально, поэтому мы можем использовать несколько руководящих принципов, чтобы следовать методике определения отражений.
Текстурные карты, которые можно получить в результате запекания и применить в процессе текстурирования
Из этого соотношения отражения и принципа сохранения энергии мы можем непосредственно получить преломленную часть света. Уравнение энергетической яркости весьма полезно, поскольку оно содержит основные физические величины, которые нас интересуют. Если считать телесный угол ω и площадь A бесконечно малыми величинами, то мы можем использовать уравнение силы излучения для измерения потока одного луча света, падающего в заданную точку пространства.
У рабочего процесса Metalness workflow— диффузная карта полностью цветная, как для металлических участков шейдера, так и на участках с диэлектрическими свойствами поверхности. Через черно-белую текстурную карту Metalness мы «сообщаем» рендер движку, где метал, где диэлектрик. По сути карта Metalness выполняет функции маски, а вся необходимая информация «снимается» с карты Diffuse. 3d модель, шейдер которой сделан с соблюдением PBR принципов, будет рендериться, в любой современной рендер системе, без необходимости конвертировать материалы или что либо в них перенастраивать.
Сохранение энергии
В мире виртуальной реальности (VR) PBR стал стандартом, поскольку он позволяет добиться высокой степени реализма, что особенно важно для создания погружающего опыта. Её отличие заключается в том, что на ней рассчитаны координаты нормалей объекта относительно мировых координат, а не координат самого объекта в мире. То есть эту карту можно использовать вместо карты нормалей, но при этом объект станет статичным – его нельзя будет двигать. Каждый канал отвечает за направление – справа-налево, сверху-вниз и назад-спереди.
Это позволяет разрабатывать высококачественные визуальные эффекты для игр и симуляций виртуальной реальности. Разработчики могут выбирать разные модели освещения, настраивать материалы и текстуры, используя удобный интерфейс и предварительно установленные шаблоны. Второе (и выходящее из первого) – перепад отражения от центра к краю не будет отличаться слишком сильно у разных материалов. По факту это обусловлено тем, что PBR рендеринг определенным образом контролирует этот параметр беря за основу значения отражаемости материала. Если говорить простыми словами, то в компьютерной графике это работает так – сила отражения зависит от угла падения света на поверхность относительно наблюдателя. По сути, объекты с правильными настройками Френеля будут иметь более яркие отражения ближе к краям.
В карте металличности, значение 0,0 (черный – 0 sRGB) представляет неметаллические области, а 1,0 (белый – 255 sRGB) – чистый металл. В первом томе мы обсуждали понятие сохранения энергии где говорилось, что интенсивность света, отраженного от поверхности никогда не будет выше интенсивности света, падающего на поверхность. С точки зрения работы материалов, шейдеры, как раз, и осуществляют управление сохранением энергии, как в случае с шейдерами Substance. При подходе metall/roughness закон сохранения энергии нарушить невозможно.
Однако почти все конвейеры PBR-рендеринга реального времени используют BRDF, известную как BRDF-модель Кука-Торренса. Карта металличности используется, чтобы определить, какие участки материала обозначают чистый необработанный металл. Карта металличности – это изображение в оттенках серого или, грубо говоря, чёрно-белая текстура.
Но монолитных цветов в реальности обычно нет, и вариации цвета почти всегда присутствуют в материале, это нужно понимать и использовать. Выбор современных рендеров почти полностью пал на metalness в виду его экономичности и большей автоматизации, ибо такие шейдеры берут на себя корректные расчёты Френеля. Несмотря на то, что specular даёт больше контроля, контроль этот зачастую избыточен и отбирает больше времени и усилий при схожих результатах. Изоляторы рассеивают свет, он проникает в их поверхность; они имеют диффузное отражение и подповерхностное рассеивание, бликуют белым светом.Оба типа материалов обладают эффектом Френеля. PBR — это аббревиатура от physically based rendering, что примерно означает физически корректная визуализация, и эти слова говорят сами за себя.