基于物理渲染技术创建次时代角色模型的流程探究

摘要：随着网络科技发展不断升级迭代，虚拟现实（Virtual Reality）技术和次时代引擎技术在高速率、低延迟的5G技术下必会迎来大幅度增长。人们在不断追求高级图形视觉效果过程中，逐渐推动了真实感渲染技术的发展。本文运用符合物理规律的方法，阐述一套基于真实世界光照物理的人物模型创建流程，从而总结本次次时代角色相关服饰、道具的材料性质及质感表现，并分析相关类型创建方式的共通性。

关键词：物理渲染技术;PBR;次时代;角色模型;BRDF

一、基于物理的渲染技术（PBR）概述

“PBR（Physically Based Rendering）是基于物理规律模拟的一种渲染技术，最早用于电影、照片等真实感的渲染。”[1]这类渲染方式通常遵循光源与物体表面间的数值模拟，来表达最终预测的图形外观。而且在实际应用中，可以通过调节具体物理参数的数值表现预期效果。目前基于PBR流程创建次时代角色模型的常见软件有Substance Painter、Substance Designer以及Marmoset Toolbag等，“它们具有高效、理性和真实这三大特点，很好的解决了传统引擎电影渲染技术的问题。”[2]这些特点在创作流程中更多的展现给制作者的是直观的图形结果，能够在同一光照下看到赋予不同材质和贴图的Shader效果。

二、迪士尼原则BRDF（双向反射分布函数）

Disney Principled BRDF是迪士尼在2012年SIGGRAPH中提出的概念。该原则自提出之日起，由于其高度的通用性，能够将复杂的物理材质属性用11种非常直观可见的变量表达出来，所以在游戏界、影视界等引起了大规模的轰动并广泛沿用至今。

在迪士尼原则BRDF的11种调节材质外觀的参数中，每一个参数有效取值范围都为[0，1]，在该参数范围内的任何取值都可以被判定为有效材质属性。……