PBR có bị phạt hiệu suất theo thiết kế không?

Tôi tự hỏi nếu các mô hình PBR khác nhau được sử dụng trong các công cụ trò chơi hiện đại trong thời gian thực nặng hơn về mặt tính toán, đó là cách tiếp cận cổ điển hơn để kết xuất.

Nói cách khác, PBR chỉ là một cách khác nhau để tổ chức đường ống kết xuất của một người, hay nó có thêm độ phức tạp nghiêm trọng (đặc biệt là liên quan đến chiếu sáng)?

Tùy thuộc vào câu trả lời, điều gì sẽ là nút cổ chai cho việc thực hiện tài nguyên thấp?

— teh internets được làm bằng catz
nguồn

Như đã đề cập trong câu trả lời này , Kết xuất dựa trên vật lý không phải là một số thứ được đặt. Đó là một khái niệm . Nó giống như nói một cái gì đó là 'Thân thiện với môi trường'. Có nhiều kỹ thuật khác nhau để thân thiện với môi trường và ai đó có thể thực hiện các kỹ thuật đó ở các mức độ khác nhau. Điều tương tự là cho PBR.

Cuối cùng, Kết xuất dựa trên vật lý chỉ là như vậy, dựa trên Vật lý theo một cách nào đó, hình dạng hoặc hình thức. Một trong những kỹ thuật kết xuất 'vật lý' cơ bản nhất mà tôi có thể nghĩ đến là sử dụng Lambert shading . Mặc dù bạn có thể nói: "Chà điều đó không tính đến ánh sáng đầu cơ, hay vân vân, v.v.", tôi đồng ý. Lambert shading là một đại diện thô của vật lý ánh sáng. Nhưng, về mặt giáo dục, đó là PBR, vì nó dựa trên quan sát vật lý rằng cường độ ánh sáng giảm theo góc nhìn.

Trình kết xuất có thể triển khai nhiều hoặc ít kỹ thuật PBR khi họ chọn. Một số có thể rất đắt tiền, một số khác, khá rẻ. Họ cũng có thể chọn bật hoặc tắt các kỹ thuật nhất định cho các mục tiêu khác nhau. Ví dụ, UE4 có một bộ kỹ thuật khác nhau cho các trò chơi di động, so với các trò chơi PC cao cấp.

Bây giờ, tất cả đã nói, khi các trình kết xuất hiện đại ngày nay nói về việc "dựa trên vật lý", họ thường đề cập đến việc sử dụng BRDF hiện đại, nói chung là một số dạng Cook-Torrance và các đầu vào hợp lý về mặt vật lý. Đầu vào là: vật liệu có giá trị màu sắc và ánh sáng hợp lý với giá trị cường độ vật lý.

Sử dụng BRDF hiện đại có thể rất tốn kém về mặt tính toán, nhưng, có nhiều phép tính gần đúng có thể làm cho nó thân thiện hơn.

Sử dụng các đầu vào hợp lý về mặt vật lý nói chung không khó thực hiện ở phía trình kết xuất, thay vào đó, điều đó khó hơn đối với các nghệ sĩ. I E. dạy họ ý nghĩa của các giá trị vật chất khác nhau và giá trị vật lý hợp lý là gì. Đây có thể là một nhiệm vụ lớn, tùy thuộc vào các nghệ sĩ của bạn, như đã thấy trong các bài thuyết trình ở đây , ở đây và ở đây , chẳng hạn. Theo tôi, đây là nhiệm vụ khó khăn nhất trong việc chuyển đổi một studio.

Biên tập:

Một vấn đề cuối cùng, được đưa ra bởi @NathanReed trong các bình luận:

Việc triển khai BRDF hiện đại trong trình đổ bóng không nhất thiết phải làm cho kết xuất tốt hơn. Trong nhiều trường hợp, nó có thể làm cho các phần khác của đường ống trở thành một vấn đề rõ ràng. Dưới đây là một số điều bổ sung quan trọng trong việc tận dụng tối đa BRDF hiện đại:

Đèn HDR và thực hiện tất cả các tính toán kết xuất trong HDR
Gamma kết xuất chính xác
Ánh sáng gián tiếp của một số loại (ánh sáng skybox, đầu dò môi trường tĩnh, phản xạ không gian màn hình, v.v.)
- Điều này là rất lớn cho kim loại. Kim loại không có phản xạ khuếch tán , vì vậy hầu hết bề mặt kim loại sẽ có màu đen nếu bạn không có phản xạ gián tiếp
- Đây cũng là một trong những điều khó khăn hơn để có được thời gian thực, đặc biệt là đối với các cảnh động.

— RichieSams
nguồn

Tôi hiểu PBR là gì và đó là một định nghĩa mơ hồ, như bạn đã chỉ ra rằng tôi nên nói BRDF. Tôi hiểu cách hoạt động của bóng mờ Blinn-Phong cơ bản, nhưng tôi tự hỏi liệu (về mặt có lẽ là ngây thơ) sẽ cho một mô hình BRDF (thậm chí đơn giản) chỉ là một bản viết lại của shader + một thay đổi nhỏ trong đường dẫn kết xuất, hoặc một cái gì đó phức tạp hơn . Đối với câu hỏi cuối cùng của tôi, tôi có nghĩa là phần cứng cấp thấp với khả năng hạn chế (nghĩ rằng các thiết bị nhúng).

— Teh internets được làm bằng catz

Đúng vậy, việc thực hiện BRDF chỉ là một trường hợp viết lại một shader và hoán đổi các kết cấu nào được sử dụng như các mục tiêu. Tuy nhiên, như đã đề cập ở trên, làm cho các kết cấu đó là phần khó khăn.

— RichieSams

Ngoài việc viết lại BRDF, điều quan trọng đối với đường ống kết xuất là chính xác về gamma và hỗ trợ HDR ở một mức độ nào đó. Đó chắc chắn là những thay đổi liên quan nhiều hơn nếu động cơ chưa có chúng. Ngoài ra, PBR có xu hướng đòi hỏi sự chú ý nhiều hơn đến ánh sáng gián tiếp (đặc biệt là đặc biệt, để trông đẹp hơn với vật liệu bóng) và thêm nhiều hình thức chiếu sáng gián tiếp thời gian thực hoặc bán thời gian thực vào động cơ của bạn cũng có thể là một nhiệm vụ lớn.

— Nathan Reed

Thành thật mà nói, đây là một chủ đề hơi xa vời nhưng đối với tôi, dường như việc tập trung vào các điều chỉnh vi mô điên rồ trên các đường cong không gian 5D của BRDF bằng cách phát triển các mô hình phù hợp tích hợp microfacets, chỉ là lựa chọn nit. Điều quan trọng hơn nhiều là tập trung vào việc chiếu sáng toàn cầu chính xác. nó thậm chí không phải là thời gian thực.

— v.oddou