Тем не менее, не все микрограни, где нормали микроповерхностей и повернутые нормали совпадают, будут отображаться, так как некоторые из них будут заблокированные тенью либо замаскированы, как показано на рис. Однако большинство поверхностей неровные, и направление отражения луча будет зависеть от их шероховатости. В Substance 3D Painter есть ряд инструментов непосредственно для работы с картой Curvature. Она черно-белая и суть её в том, чтобы за счет яркости пикселей показать перепады высоты поверхностей. Это вспомогательная текстура, которая упрощает жизнь в процессах текстурирования а также помогает улучшить результат, так как позволяет воздействовать непосредственно на углы, грани и прочие перепады.

„PBR“ требования, предъявляемые к BRDF функции.

В игровой графике любой объект перед попаданием в финальное изображение должен пройти через процедуру рендеринга. Диапазон F0 для большинства распространенных диэлектриков находится в пределах 0,02 – 0,05, для проводников F0 равен 0,5 – 1,0. Таким образом, отражательная способность поверхности определяется показателем преломления, как показано в следующем уравнении, приведенном в работе 3 в конце статьи, (см. рисунок 10). BRDF которые используются в PBR шейдерах Substance, основаны на Диснеевском принципе отражения, который в свою очередь основан на распределении микрограней GGX. GGX предлагает одно из лучших решений в условиях зеркального отражения, так как имеет меньший пик освещения и большую глубину проникновения что, кстати говоря, выглядит реалистичней, как показано на рис. Тут сложно дать однозначный и объективный комментарий и сделать какое то сравнение, так как у меня нет возможности задействовать HDRi карту, которая использовалось для рендеринга оригинального превью индикатор уровней поддержки и сопротивления у шейдера.

Лучшие статьи по 3D

Изоляторы зеркально отражают 2-5% светового потока, проводники — %, и эти значения вписаны в шейдеры как константы. Сохранение энергии — energy conservation — это тоже одна из фундаментальных констант PBR и означает она то, что поверхность не может вернуть больше света, чем получает. В частности, отражение albedo и specular reflection складывается, и если specular ярче, то albedo менее ярко, и наоборот.

Методы текстурирования

• В основе же любой рендер системы используются одни и те же формулы, выведенные учеными.
• Светлые пятна карты формируют выпуклые участки, поэтому во время экспериментов с настройками убедитесь, что они не затрагивают щели и впадины.
• В версии 5.4 появился новый подход к тесселяции Nanite с применением карт Displacement.
• То есть, рендеринг материалов происходит с учётом законов физики.

Оно расшифровывается как Physically Based Rendering – физически корректный рендер, или, иначе говоря, рендер основанный на физике поведения света и его взаимодействия с материалами. Если говорить простыми словами, то это способ отображения графики при помощи расчета и моделирования падения, отражения и преломления света в реальном времени, как это было бы в реальном мире. Собственно, три эти карты – результат работы с PBR Metalic/Roughness. Чаще всего вы будете получать подобный результат после текстурирования и экспорта готового результата. В статье про запекание мы упоминали, что есть еще несколько текстур помимо карты нормалей и карты АО, которые нужны для дальнейшей работы над моделью. Из всего этого можно сделать такой вывод – все материалы по своей природе имеют одинаковые наборы параметров, которые мы довольно подробно рассмотрели в начале, а методы текстурирования влияют на то, как мы ими управляем.

• Поэтому толщина объекта играет ключевую роль в том, насколько велико поглощение или рассеяние света.
• Если ваш материал является неметаллом, то Base Color будет отвечать за его параметр Diffuse – силу и цвет рассеянного света.
• Однако на шероховатой поверхности, где микрограни, ориентированные вдоль срединного вектора h, разбросаны по гораздо большей площади, мы получим более сероватые результаты.
• В PBR, шейдеры обеспечивают трактовку физических явлений согласно закону сохранения энергии и BRDF, в то время как, художники создают карты, руководствуясь общими законами физики.
• Данный подход к созданию PBR-материала со свойствами смещения самый простой, но одновременно упрощённый в плане точности.
• Как сказал ранее, практически все свойства шейдеров, можно запечь в текстуру, но в этом нет необходимости, так как большинстве рендер систем многие свойства, задаются программно.

Описание принципов PBR: какие правила оптики учитывает физически-корректный рендеринг

Иногда изменяются даже названия карт, но в основе использования PBR заложены одни и те же принципы. Лучи света, вновь выходящие из поверхности, вносят свой вклад в наблюдаемый (диффузный) цвет поверхности. Однако, при PBR-рендеринге мы делаем упрощающее предположение, что весь преломленный свет поглощается и рассеивается на очень маленькой площади взаимодействия, игнорируя эффект от световых лучей, которые вышли бы из поверхности. Шейдерные приемы, которые это учитывают, известны как методы подповерхностного рассеивания, они значительно улучшают визуальное качество таких материалов, как кожа, мрамор или воск, но цена этому — снижение производительности. При вычислении значения цвета и выполнения операций с цветом, все расчеты должны быть выполнены в линейном пространстве.

Они наделяют поверхность определёнными свойствами, за счёт которых трёхмерный объект выглядит практически как настоящий. Взгляните на изображение луны, фактически кредитное плечо брокера это сфера, но мы её видим плоской. Это связано с тем что из-за грубой поверхности и прочего комплекса физических явлений — объем «уплощается» и освещенная отраженным светом луна выглядит плоской.

Это работает и в обратную сторону — мы отлично видим сам материал, если объект плохо отражает свет. Кроме того, есть несколько особенностей поведения света, влияющих на изображение, которые мы улавливаем глазами. PBR учитывает правила распространения света в реальности и имитирует их в графике для создания правдоподобных объектов. Есть несколько основных принципов, которые учитывает эта концепция. Стоит оговориться, что бывают ситуации, когда применяются промежуточные значения, но в этот раз мы не станем их касаться, так как наша задача понять сам принцип работы. Давайте сделаем основной вывод – при наличии эффекта Френеля края объектов будут наиболее яркими, так как буду отражать максимум света.

Люди со светлой головой смогут понять и правильно применить эти свойства не зависимо от используемой ими платформы. Корректней сравнивать алгоритмы и понимать, что каждый алгоритм нацелен на какой-то результат. Так например Irradiance Map в V-ray и Irradiance Cache в RedShift это алгоритмы с сильной интерполяцией результатов.

Основное преимущество материалов с этой технологией в том, что их можно использовать и в программах для рендеринга, и в игровых и неигровых движках — от одной утилиты к другой пайплайн материала не меняется. В июне на нашем YouTube-канале прошёл стрим с Антоном Агеевым, который уже больше семи лет занимается текстурами в игровой индустрии и успел поработать с Nival, Playrix и Game Insight. Антон рассказал, что такое PBR, разобрал параметры материалов, основные пайплайны работы и дополнительные текстуры. Можно добавить нод Texture Coordinate и связать его с картами, чтобы уменьшить рисунок текстуры на объекте, а также добавить переменные к различным характеристикам для более упрощённого регулирования свойств материала в реальном времени. Цепочку нодов с картой Height Map, которую мы планировали использовать в качестве карты смещения, тоже придётся удалить.

Слева на рисунке выше мы видим гладкую поверхность шарика и это делает отражение сфокусированным в маленькое пятнышко, поэтому отражение выглядит ярче и более интенсивным. А вот справа –  шероховатый шарик, блик у которого крупнее, приглушённей. А под шариками схематично нарисовано как отражается свет в обоих случаях. В случае шероховатой поверхности есть даже лучи, которые уходят форекс – это прибыльно и выгодно внутрь материала, а это значит, что отражения теряет свою яркость. В Лучевой модели света сказано, что луч света имеет траекторию прямой линии в однородной прозрачной среде, например воздух. Также, в ней идется о том, что луч будет вести себя предсказуемо, когда столкнется с поверхностью непрозрачного объекта, или проходя сквозь воздушное либо водное пространство.

комментария 4 к статье “Что такое PBR: физически корректный рендеринг и шейдинг”

Как художникам по текстуре, нам интересна Лучевая модель света, так как она показывает взаимодействие света и материала. Для нас важно понимать, как лучи взаимодействуют с поверхностью материала потому, что наша задача создать текстуру, корректно отображающую поверхность. Материалы и текстуры, которые мы создаем, взаимодействуют со светом в нашем виртуальном мире, и чем больше мы знаем о поведении света, тем лучше будут выглядеть наши текстуры. Важно понимать, что сама по себе технология PBR это очень мощный и серьезный инструмент, который применяется в разных сферах компьютерной графики. Мы разобрались с тем, откуда она взялась и в чем заключаются ее основные принципы. Мы разобрались с важной темой того, какими путями происходит рендер материалов и на чем он основан.