Physically Based Render in Game 序


  基於物理渲的渲染理論,從SIGGRAPH06被Naty Hoffman等人提出后,近年來也越來越多的被各大游戲公司所采用,幾乎已經是次世代游戲的標准特性,也是每個3D游戲工作者所必備的知識,盡管每年SIGGRAPH,GDC上也會有不少優秀的course和talk,但這些資料要么比較學術,要么就是各大游戲公司基於他們現在技術的擴展,國內外專業blog上的總結和介紹文章,也很難做到面面具到。那么如何能的在眾多資料中更有效率掌握重點和精粹,用更加易懂的方式傳達給相關工作人員,並可以聯系到現有引擎,快速投入到實際開發中,我想這也是在我們推廣PBR所需要面對的問題,也是這個系列文章出現的目的吧。

  PBR簡單來說就是着色模型(shading)和光照模型(lighting)組成的渲染公式,進一步說,會影響到渲染管線設計,不同場景的方案選擇,以及美術制作流程,因此,不僅僅是圖形程序員,美術相關設計人員也需要有一定的了解,所以,更通俗,更直觀易懂成為首要目的,方便沒有圖形基礎的人快速了解重點,同時也有擴展閱讀的選擇以滿足有深度需求的人。
 
  PBR的引入會影響已有的管線,關於如何設計和修改,不同的游戲公司,都提出了自己的改進和優化方案,從美術素材的制作,場景布置,到渲染繪制,后處理輸出,了解PBR在各階段的理論實現方式,對PBR有個更系統和全面了解,可以幫助你在現有團隊中推廣PBR,所以這里也會總結各家公司的經驗和理念。
 
 主流的3D游戲引擎,如UE4,CE3,Unity3D等,他們的PRB實現的狀況,如何去使用和優化,特別是在移動平台高速發展的當下,如何在移動端效率的使用PBR,一些游戲開發者來說,可能會更關注這類實踐性的經驗,我也會結合我現在工作,對這方面做大量介紹。
  
 以上也就是我這系列文章的目標,概括來講,就是不僅限於理論和公式的堆積,更傾向與實踐和細節的串聯。
 
下面是目前計划的章節和大致內容介紹,會隨着文章的不斷更新,每部分的內容介紹也會更詳細
  • PBR基礎概念
  
  理解PBR所需要的基本概念,以方便后面去掌握PBR使用各種模型和公式里各項目的解釋,除此之外,還有實現PBR的前提條件和組成部分。
     
  • 着色模型和BRDF
  PBR的BRDF的詳解,結合Siggraph上的 course 和各個公司發布的talk,以及blog上的資料,串聯他們對BRDF的改進方法,效果和效率上的比較等等。
 
  • 基於物理的光照
  為了達到更好的照明效果,PBR所涉及的光照方案,經典光源,間接環境光,以及像天光,平面光等更為真實的光源原理和如何以BRDF配合使用。
 
  • 材質和美術
  PBR中,各種材質表現所需的理論公式,參數,和美術相關的貼圖,材質的工作流程。
 
  • PBR和渲染管線
  PBR如何集成到各種風格的渲染管線結構中,各種管線的限制和優缺點和所遇到的問題等等,以及大量使用PBR的游戲引擎的具體方案選擇。
 
  • 線性空間,HDR,toonmap
  這些概念雖然不是PBR,但確實PBR的前提條件,這里會講解他們的重要性和實現方式,以及在移動平台上優化方案
 
  • Shader Antialiasing
  和PBR沒有直接關聯,但可以獲得更真實的高光效果。
 
  • 具體案例分析
  結合一些游戲的場景,對具體PBR的解決方案做詳解。
 
  • UE,CE,U3D等游戲引擎的使用
  PBR在這些引擎中的使用情況,對應代碼部分的詳解,針對在移動平台上的優化方法。
 
暫時預定每周發布一個章節(包括這周),如果文章中有什么問題或者有什么建議,也請留言或直接聯系我


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