PBR渲染与渲染方程

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辐射度量学 - 知乎 (zhihu.com)

渲染

  • 渲染就是计算光的辐射
  • 辐射是光在环境中的分布的基本特征
  • 辐射能(Radiant energy ):“总击中
  • 辐射通量(Radiant flux ):“每秒击中
  • 辐射强度(Radiant Intensity) [公式] :辐射(发光)强度是单位立体角(solid angle)由点光源发出的功率(power)。
  • 辐照度是(Irradiance )“每秒每单位面积的击中
  • 辐射度是( radiance )“每单位投影面积、每单位立体角上的辐射通量” image.png
  • 角度(Angles) :圆上的弧长半径的比值 image.png
  • 立体角(Solid Angles) :球面上的投影面积半径的平方之比 image.png
  • 辐照度(Irradiance) [公式] :辐照度是每(垂直/投影)单位面积入射到一个表面上一点辐射通量(功率) 。单位:lux,照度(勒克斯) 辐射(Radiance)是描述光在环境中的分布的基本场量
  • 辐射是与光线有关的量
  • 渲染是关于计算辐射的
  • 辐射(Radiance)或亮度(luminance) [公式] :是指一个表面在每单位立体角、每单位投影面积上所发射(emitted)、反射(reflected)、透射(transmitted)或接收(received)的辐射通量(功率)

辐照度(Irradiance) VS. 辐射(Radiance)

  • 辐照度:在面积[公式] 的总辐射通量
  • 辐射: 在面积[公式] 、方向 [公式] 上的辐射通量

渲染方程(rendering equation)

  • [公式]
  • [公式] :最后观察到的辐射度,o是指outgoing
  • [公式] :我们想要得到辐射度的这个点 point
  • [公式] :这个点的方向,法线
  • [公式] :出射辐射度 e emission
  • [公式] :半球的各个方向
  • [公式] :散射函数
  • [公式] :入射辐射度 incident radiance
  • [公式] :入射方向
  • [公式] :传入方向与法线的夹角 image.png

求解

  • 两种基本的方法是光线追踪和辐射度。更正式地说,蒙特卡罗(Monte Carlo)和有限元(Finite Element).
  • 蒙特卡罗技术对光路进行采样,形成统计估计(例如,路径追踪)
  • 离散矩阵方程的有限元方法.