之前的錯誤和欠缺
1. 過於簡單的划分diffuse和specular，非常光滑的非金屬材料也是很能反光的
2. 費奈爾效應的處理，F0的選取也比較隨意
3. 沒有GI，更不支持AO
正確划分diffuse和spcular
之前我的PBR實現非金屬無論怎樣光滑都是沒有反光的，這顯然很不對。完全忽略了非金屬的反射
金屬性越高，反射率越高，分給Specular計算的Albedo越多。1.0的金屬會反射所有的光，也就沒有diffuse。但是非金屬不太一樣，0.0的非金屬也仍舊又一定的反射能力，這個就是電介質反射率需要參與計算的地方。
在UnityStandardUtils.cginc中可以找到下面的分離方法，實際上是將Matellic的數值remap到[DielectricSpec,1]的范圍。
inline half OneMinusReflectivityFromMetallic(half metallic)
{
// We'll need oneMinusReflectivity, so
// 1-reflectivity = 1-lerp(dielectricSpec, 1, metallic) = lerp(1-dielectricSpec, 0, metallic)
// store (1-dielectricSpec) in unity_ColorSpaceDielectricSpec.a, then
// 1-reflectivity = lerp(alpha, 0, metallic) = alpha + metallic*(0 - alpha) =
// = alpha - metallic * alpha
half oneMinusDielectricSpec = unity_ColorSpaceDielectricSpec.a;
return oneMinusDielectricSpec - metallic * oneMinusDielectricSpec;
}
inline half3 DiffuseAndSpecularFromMetallic (half3 albedo, half metallic, out half3 specColor, out half oneMinusReflectivity)
{
specColor = lerp (unity_ColorSpaceDielectricSpec.rgb, albedo, metallic);
oneMinusReflectivity = OneMinusReflectivityFromMetallic(metallic);
return albedo * oneMinusReflectivity;
}
unity_ColorSpaceDielectricSpec里面存的是Unity選用的電介質反射率，alpha通道是1-dielectricSpec
Matellic:0 Gloss:0.5 的效果
)
從左至右：PBR1.0，Standard, PBR2.0, Standard
F0的選取
F0是入射角為0時的反射光，也就是分配給Specular計算的Albedo。之前的PBR實現實現會會整體偏亮就是因為Matellic肯定比正常的F0要大的多。
Matellic:0 Gloss:0.5 的效果
從左至右：PBR1.0，Standard, PBR2.0, Standard
過亮的問題看起來解決了，但是整體感覺更粗糙一些。
為什么我的shader顏色偏黑
這是Gloss：0，Matellic:0~1的對比圖。關閉了場景的環境光。第一行是CustomPBR,第二行是Standard
最早是發現經過之前兩個調整之后，整體顏色偏暗。經過幾個對比測試之后確定是Specular部分偏低。也就是上圖Matellic0.0和Matellic1.0對比在Diffuse為主的非金屬上顏色基本正常，只有Specular的金屬上色彩偏差最大。
這個問題讓我非常迷惑，在一些對比測試中將公式改為和Unity一致也沒有解決這個問題。進一步看到在Unity中對GammaSpace的Specular進行了一次開方修正。
同樣的在CustomPBR中進行處理之后效果就正常了。
對Gamma這塊我還不是很明白，搜了一下Gamma這個修正坑很深。以后再研究，要是哪位有相關的資料分享那就太好了。
沒有GI怎么行
沒有GI的情況下物體在場景里面實在是太突兀，先將Unity 的GI整合進來，學習一下Unity的GI。
UnityGI的處理
環境光照也是光照，也分為diffuse和specular。無論計算過程多么復雜，最后都是要得到環境光照的這兩個分量，然后和基本光照疊加。
Unity的疊加方式。這里是簡化說明，本體在UnityStandardBRDF.cginc中
//indirectDiffuse 就是GI的diffuse diffuse = (indirectDiffuse + directDiffuse) * diffuesColor; //directF：計算了Fresnel的specularColor //indirectSpecular：GI的specular部分，包括各種Probe //indirectF：計算了GI的Fresnel的SpecularColor specular = lightColor * directSpecularTerm * directF + indirectSpecular * indirectSpecularTerm * indirectF;
整合UnityGI
會用到的struct在UnityLightingCommon.cginc里。
Unity的GI運算在UnityGlobalIllumination.cginc里。
我們要用的方法是這個
inline UnityGI UnityGlobalIllumination (UnityGIInput data, half occlusion, half3 normalWorld, Unity_GlossyEnvironmentData glossIn)
我們所需要的間接diffuse 和間接specular就在UnityGI.indirect
需要作的也就是給這個方法湊參數，構造一個UnityGIInput。這個結構體的大部分都很直觀。
i_ambientOrLightmapUV
有lightmap的時候沒有ambientColor,沒有lightmap的時候只有ambientColor。這兩個肯定是互斥的。
box和probe
在Unity中會有兩個SpecCube生效，unity_SpecCube0，場景的反射源。unity_SpecCube1,當前的reflectionProbe，一起提供了IBL所需要的數據（其實應該是IBL的結果吧……待研究）
整合效果
Matellic:1.0 Gloss:0.7 Ambient:Red 在紅色方塊附近有一個ReflectionProbe
弓箭效果
下一步
1. 研究GI，看看能不能自己實現一個。現在GI方面有很多不明
2. Gamma修正，這個對最終畫面影響很大，不能不看