Loading AI tools
Из Википедии, свободной энциклопедии
Физически корректный рендеринг (англ. Physically based rendering, PBR) — метод компьютерной графики, который позволяет отображать объекты более достоверно, моделируя поток света в реальном мире.
Множество графических конвейеров PBR ориентированы на тщательную имитацию фотореализма. Правдоподобные и быстрые математические приближения функции распределения двунаправленного отражения (BRDF) и уравнения визуализации являются важнейшими в данной задаче. Фотограмметрия может использоваться для выявления и определения достоверных оптических свойств материалов. Шейдеры могут использоваться для реализации принципов PBR.
Начиная с 1980-х годов, ряд исследователей в области визуализации, работали над созданием фундаментальной теории визуализации, включая физическую точность. Большая часть этой работы была сделана в Лаборатории программирования компьютерной графики Корнеллского университета; в статье 1997 года описывается работа, проделанная в этой области к тому времени[1].
Фраза «Physically Based Rendering» была широко распространена Мэттом Фэрром (англ. Matt Pharr), Грегом Хампфрисом (англ. Greg Humphreys) и Пэтом Ханрахеном (англ. Pat Hanrahan) в их одноимённой книгой 2004 года, фундаментальной работой в современной компьютерной графике, принесшей её авторам премию «Оскар» за научно-технические достижения в спецэффектах[2].
PBR это, по утверждению Джо Уилсона (англ. Joe Wilson), «больше идея, чем строгий набор правил»[3], — но идея содержит несколько характерных примечаний. Одна из них — это то, что в отличие от многих предыдущих моделей, которые пытались разделить поверхности на отражающие и не отражающие, PBR признает, что в реальном мире, как выразился Джон Хебл (англ. John Hable), «блестит всё»[4]. Даже плоские или матовые поверхности в реальном мире, такие как бетон, могут отражать небольшое количество света, а множество металлов и жидкостей отражают большую его часть. Ещё одна деталь, которую модели PBR пробуют реализовать — это интеграция фотограмметрии — замеры с фотографий реально существующих материалов для изучения и воспроизведения подлинных физических диапазонов значений для достоверной имитации альбедо, блеска, зеркальности и других физических свойств. В конечном счете, PBR придает большое значение микроповерхностям и зачастую использует вспомогательные текстуры и математические модели, предназначенные для расчёта мельчайших зеркальных бликов и вмятин, создаваемых гладкостью или шероховатостью в дополнение к традиционным картам отражений или зеркальности.
Темы PBR, которые посвящены поверхностям, часто основаны на упрощенной версии функции распределения двунаправленного отражения (BRDF), которая хорошо воспроизводит оптические свойства материала, используя всего несколько наглядных параметров, а также быстро вычисляется компьютером. Распространенные приемы — это приближения и упрощенные модели, которые пытаются подогнать образцы, с помощью кривых, к более достоверным результатам относительно других методов, требующих больше времени или лабораторных измерений (таких, что используют гониорефлектометр).
Как описано исследователем Джефом Расселом из компании Marmoset, поверхностно-ориентированный графический конвейер визуализации на основе физики, может также ориентироваться на следующие области исследований[5]:
PBR, также, часто расширяется до объемной визуализации в таких областях исследований, как:
Благодаря высокой производительности и низкой стоимости современного оборудования[6] стало возможным применение PBR не только для промышленных, но также, и в развлекательных целях, где бы то ни были востребованы фотореалистичные изображения, включая игры и создание видео[7]. С тех пор, как мобильные устройства для потребителей, такие как смартфоны, могут воспроизводить в реальном времени контент виртуальной реальности, PBR создал рынок для простых в использовании и бесплатных программ, которые определяют и отображают контент в реальном времени, где возможны компромиссы визуальной точности[8]:
Типичное приложение содержит интуитивный графический интерфейс пользователя, позволяющий художникам определять и наслаивать материалы с произвольными свойствами, и назначать их на заданный 2D или 3D объект для воспроизведения внешнего вида любого искусственного или натурального материала. Окружающая среда может быть описана процедурными шейдерами или текстурами, так же, как и процедурная геометрия или сетки, либо облака точек[9]. По возможности, все изменения отображаются в реальном времени и, таким образом, обеспечивают оперативность действий. Сложные приложения позволяют умелым пользователям писать собственные шейдеры на языке шейдеров.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
