Unity3d 基于物理渲染Physically-Based Rendering之实现

2024-03-18 19:30

本文主要是介绍Unity3d 基于物理渲染Physically-Based Rendering之实现,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

根据前文的例子http://blog.csdn.net/wolf96/article/details/44172243(不弄超链接了审核太慢)弄一下真正的基于物理的渲染
逃了节课= =,弄了一下。
公式和之前的文章一样,这次加上cubeMap贴图,由于方便,就直接用surface shader了,因为不用求reflect方向,
之前也有这一篇文章说明surface shader中cubeMap的使用方法和实时反射的方法http://blog.csdn.net/wolf96/article/details/41939325
好了进入正题,前面提到了ops2的brdf方法,现在来看看ops2改进了的BRDF方法
 

这是他们给出的代码,求的是F(L,H)函数的值,其中g为gloss光泽度,NoV为NdotV,N、V等等的含义在前篇文章也讲过,rf0我们就让他为可控的外部变量。

复习一下Cook-Torrance光照模型求specular的方法
可以简单概括为这个公式
 
本次计算沿用上次方法,
 
但改用specular power变量_SP为gloss光泽度为本篇定义外部变量_GL控制,具体装换方法_SP = pow(8192, _GL)也就是specular power值为8192的gloss倍,借用8192这个已经调好的参数,也算是站在巨人的肩膀上了。


Ops2的开发人员称他们的brdf为Environment map pre-filtering
模拟了环境光照射
原文说明the environment map blurs much more linearly across the gloss range
Gloss的范围使环境贴图的模糊更加的的线性,接下来的例子我们就可以看到结果


首先我们定义出光照函数,具体算法与前篇相同不在此赘述。只是把F(L,H)函数BRDF改成上面经过改进的方法,代码如下:
		inline fixed4 LightingOps(SurfaceOps s, fixed3 lightDir, fixed3 viewDir, fixed atten){viewDir = normalize(viewDir);lightDir = normalize(lightDir);float3 H = normalize(lightDir + viewDir);s.Normal = normalize(s.Normal);float3 N = s.Normal;float _SP = pow(8192, _GL);float d = (_SP + 2) / (8 * PIE) * pow(dot(N, H), _SP);//	float f = _SC + (1 - _SC)*pow((1 - dot(H, lightDir)), 5);float f = EnvironmentBRDF(_GL, dot(N, viewDir), _R0F);float k = 2 / sqrt(PIE * (_SP + 2));float v = 1 / ((dot(N, lightDir)*(1 - k) + k)*(dot(N, viewDir)*(1 - k) + k));float spec = d*f*v;float4 c = float4(s.Albedo, 1);c.rgb += (_SC + (1.0 - _SC) * s.DeferredFresnel) * spec;//* light.rgb;c += spec*_SC;c.a = s.Alpha;return c;}



在surf函数中我们要解码cubeMap传值给light函数,再此注意,我们用的不是texCUBE而是texCUBElod,看了函数名就知道不仅解出颜色,而且也控制lod,lod为level of detail,细节程度,我们通过控制他的第二个参数的w值来控制细节,通过这个我们能改变他的粗糙度,这也是基于物理的渲染的灵魂所在,我们要使光泽度gloss越低越粗糙。我们定义一个外部变量_nMips来控制,从而调试成我们想要的效果。
在surf函数中也需要计算BRDF,为了控制light中的specular比重,使之更加真实

		void surf(Input IN, inout SurfaceOps o) {half4 c = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex) * _MainTint;o.Emission = texCUBElod(_Cubemap, float4(IN.worldRefl, _nMips - _GL*_nMips)).rgb * _ReflAmount;float cosT = dot(IN.viewDir, IN.worldNormal);//	c = (1 - spec)* c;float F = EnvironmentBRDF(_GL, dot(IN.worldNormal, IN.viewDir), _R0F);o.DeferredFresnel = F;o.Albedo = c.rgb;o.Alpha = c.a;}



效果如下:

 
我又做了各种实验,根据前篇改变了NDF函数
这是phong分布函数
 
Beckmann分布函数,他们都不一样,仔细比对就会发现Beckmann的高光比较强,比较突兀
 
Torrance-Reitz(GXX)分布函数
 
结果发现ops2的效果还是最好的,其次是Torrance-Reitz
再来个全家福

给出ops2的全部代码,其它的根据前篇代码带入更改即可
Shader "Custom/surface_cube_new ops" {Properties{_MainTex("Base (RGB)", 2D) = "white" {}_MainTint("Diffuse Color", Color) = (1, 1, 1, 1)_Cubemap("CubeMap", CUBE) = ""{}_ReflAmount("Reflection Amount", Range(0.01, 1)) = 0.5_SC("Specular Color", Color) = (1, 1, 1, 1)_GL("gloss", Range(0, 1)) = 0.5_R0F("R0F", Range(0, 1)) = 0.5_nMips("nMipsF", Range(0, 5)) = 0.5
}SubShader{Tags{ "RenderType" = "Opaque" }LOD 400CGPROGRAM
#pragma surface surf Ops  noambient
#pragma glsl
#pragma target 3.0sampler2D _MainTex;samplerCUBE _Cubemap;float4 _MainTint;float _ReflAmount;float4 _SC;float _nMips;float _GL;float _R0F;struct SurfaceOps{fixed3 Albedo;fixed3 Normal;fixed3 Emission;fixed3 Specular;fixed Gloss;fixed Alpha;half DeferredFresnel;};struct Input{float2 uv_MainTex;float3 worldPos;float3 viewDir;float3 worldNormal;float3 worldRefl;worldRefl:即为世界空间的反射向量///内置的worldRefl 来做立方图反射(cubemap reflection)};
#define PIE 3.1415926535
#define E 2.71828float3 EnvironmentBRDF(float g, float NoV, float3 rf0){float4 t = float4(1 / 0.96, 0.475, (0.0275 - 0.25 * 0.04) / 0.96, 0.25);t *= float4(g, g, g, g);t += float4(0, 0, (0.015 - 0.75 * 0.04) / 0.96, 0.75);float a0 = t.x * min(t.y, exp2(-9.28 * NoV)) + t.z;float a1 = t.w;return saturate(a0 + rf0 * (a1 - a0));}inline fixed4 LightingOps(SurfaceOps s, fixed3 lightDir, fixed3 viewDir, fixed atten){viewDir = normalize(viewDir);lightDir = normalize(lightDir);float3 H = normalize(lightDir + viewDir);s.Normal = normalize(s.Normal);float3 N = s.Normal;float _SP = pow(8192, _GL);float d = (_SP + 2) / (8 * PIE) * pow(dot(N, H), _SP);//	float f = _SC + (1 - _SC)*pow((1 - dot(H, lightDir)), 5);float f = EnvironmentBRDF(_GL, dot(N, viewDir), _R0F);float k = 2 / sqrt(PIE * (_SP + 2));float v = 1 / ((dot(N, lightDir)*(1 - k) + k)*(dot(N, viewDir)*(1 - k) + k));float spec = d*f*v;float4 c = float4(s.Albedo, 1);c.rgb += (_SC + (1.0 - _SC) * s.DeferredFresnel) * spec;//* light.rgb;c += spec*_SC;c.a = s.Alpha;return c;}void surf(Input IN, inout SurfaceOps o) {half4 c = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex) * _MainTint;o.Emission = texCUBElod(_Cubemap, float4(IN.worldRefl, _nMips - _GL*_nMips)).rgb * _ReflAmount;float cosT = dot(IN.viewDir, IN.worldNormal);//	c = (1 - spec)* c;float F = EnvironmentBRDF(_GL, dot(IN.worldNormal, IN.viewDir), _R0F);o.DeferredFresnel = F;o.Albedo = c.rgb;o.Alpha = c.a;}ENDCG}FallBack "Diffuse"
}


                                                            ----by wolf96 http://blog.csdn.net/wolf96

这篇关于Unity3d 基于物理渲染Physically-Based Rendering之实现的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/823404

相关文章

hdu1043(八数码问题,广搜 + hash(实现状态压缩) )

利用康拓展开将一个排列映射成一个自然数,然后就变成了普通的广搜题。 #include<iostream>#include<algorithm>#include<string>#include<stack>#include<queue>#include<map>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<ctype.h>#inclu

【C++】_list常用方法解析及模拟实现

相信自己的力量,只要对自己始终保持信心,尽自己最大努力去完成任何事,就算事情最终结果是失败了,努力了也不留遗憾。💓💓💓 目录   ✨说在前面 🍋知识点一:什么是list? •🌰1.list的定义 •🌰2.list的基本特性 •🌰3.常用接口介绍 🍋知识点二:list常用接口 •🌰1.默认成员函数 🔥构造函数(⭐) 🔥析构函数 •🌰2.list对象

【Prometheus】PromQL向量匹配实现不同标签的向量数据进行运算

✨✨ 欢迎大家来到景天科技苑✨✨ 🎈🎈 养成好习惯,先赞后看哦~🎈🎈 🏆 作者简介:景天科技苑 🏆《头衔》:大厂架构师,华为云开发者社区专家博主,阿里云开发者社区专家博主,CSDN全栈领域优质创作者,掘金优秀博主,51CTO博客专家等。 🏆《博客》:Python全栈,前后端开发,小程序开发,人工智能,js逆向,App逆向,网络系统安全,数据分析,Django,fastapi

让树莓派智能语音助手实现定时提醒功能

最初的时候是想直接在rasa 的chatbot上实现,因为rasa本身是带有remindschedule模块的。不过经过一番折腾后,忽然发现,chatbot上实现的定时,语音助手不一定会有响应。因为,我目前语音助手的代码设置了长时间无应答会结束对话,这样一来,chatbot定时提醒的触发就不会被语音助手获悉。那怎么让语音助手也具有定时提醒功能呢? 我最后选择的方法是用threading.Time

Android实现任意版本设置默认的锁屏壁纸和桌面壁纸(两张壁纸可不一致)

客户有些需求需要设置默认壁纸和锁屏壁纸  在默认情况下 这两个壁纸是相同的  如果需要默认的锁屏壁纸和桌面壁纸不一样 需要额外修改 Android13实现 替换默认桌面壁纸: 将图片文件替换frameworks/base/core/res/res/drawable-nodpi/default_wallpaper.*  (注意不能是bmp格式) 替换默认锁屏壁纸: 将图片资源放入vendo

C#实战|大乐透选号器[6]:实现实时显示已选择的红蓝球数量

哈喽,你好啊,我是雷工。 关于大乐透选号器在前面已经记录了5篇笔记,这是第6篇; 接下来实现实时显示当前选中红球数量,蓝球数量; 以下为练习笔记。 01 效果演示 当选择和取消选择红球或蓝球时,在对应的位置显示实时已选择的红球、蓝球的数量; 02 标签名称 分别设置Label标签名称为:lblRedCount、lblBlueCount

Retrieval-based-Voice-Conversion-WebUI模型构建指南

一、模型介绍 Retrieval-based-Voice-Conversion-WebUI(简称 RVC)模型是一个基于 VITS(Variational Inference with adversarial learning for end-to-end Text-to-Speech)的简单易用的语音转换框架。 具有以下特点 简单易用:RVC 模型通过简单易用的网页界面,使得用户无需深入了

Kubernetes PodSecurityPolicy:PSP能实现的5种主要安全策略

Kubernetes PodSecurityPolicy:PSP能实现的5种主要安全策略 1. 特权模式限制2. 宿主机资源隔离3. 用户和组管理4. 权限提升控制5. SELinux配置 💖The Begin💖点点关注,收藏不迷路💖 Kubernetes的PodSecurityPolicy(PSP)是一个关键的安全特性,它在Pod创建之前实施安全策略,确保P

工厂ERP管理系统实现源码(JAVA)

工厂进销存管理系统是一个集采购管理、仓库管理、生产管理和销售管理于一体的综合解决方案。该系统旨在帮助企业优化流程、提高效率、降低成本,并实时掌握各环节的运营状况。 在采购管理方面,系统能够处理采购订单、供应商管理和采购入库等流程,确保采购过程的透明和高效。仓库管理方面,实现库存的精准管理,包括入库、出库、盘点等操作,确保库存数据的准确性和实时性。 生产管理模块则涵盖了生产计划制定、物料需求计划、

C++——stack、queue的实现及deque的介绍

目录 1.stack与queue的实现 1.1stack的实现  1.2 queue的实现 2.重温vector、list、stack、queue的介绍 2.1 STL标准库中stack和queue的底层结构  3.deque的简单介绍 3.1为什么选择deque作为stack和queue的底层默认容器  3.2 STL中对stack与queue的模拟实现 ①stack模拟实现