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Image based lighting

Lumi | 2014-08-20 13:21:18 | 巴幣 0 | 人氣 347

▲~~眼神呆滯的~~米卡莎

Image based lighting(IBL)已經盤踞我最想實作技術排行榜前幾名相當久了，不過一直到最近把Ambient BRDF搞定之後，因為一點契機很想瞭解IBL到底能替畫面做些甚麼改善，這才把研究IBL拉到最高順位來。

▲Ambient light只影響diffuse的的情形

以往的遊戲很少會考慮ambient light對物體的反光有多少貢獻，由於現實中幾乎所有物體都會反光，若沒有反光不但真實度降低，而且很難辨識出物體的材質。

▲使用Ambient BRDF計算Ambient light對反光的貢獻

Ambient light本質就是從四面八方來的光線，想知道觀察者究竟能看到多少反光，就得將所有方向的光線的貢獻做積分(不考慮光的強度)。Tri-Ace在2010年提出以3維表格查表的快速積分法，2013年又提出只需2維表格的方法。
上圖中的ambient light還是使用常數，亦即所有方向都用相同強度的白光照射。雖然已經出現菲涅爾效果，但畢竟現實中幾乎找不到光源這麼平均的情況，因此會覺得全身都白的不太合理。

▲IBL + Ambient BRDF

IBL也是一種查表法，是用"方向(向量)"來檢索光的強度。Diffuse項使用irradiance environment map，specular項則是prefiltered mipmapped radiance environment map。這兩種map皆已經把面向不同方向的表面所能接收到的所有光線積分完畢(只計算光的強度)，因此能簡化shader中的計算。只增加一丁點計算量，效果就能大幅提升，真是太划算了。