물리 기반 렌더링

Physically based rendering
물리 기반 렌더링 원리를 사용하여 근접 렌더링된 다이아몬드 플레이트 텍스처. 소재가 금속임에도 불구하고 소재가 거칠고 사실적인 느낌을 주기 때문에 마이크로페트 마모로 덮여 있습니다.경사진 하이라이트는 일반 지도를 사용하여 트레드의 적절한 모서리에서 사실적으로 모델링됩니다.
PBR을 사용하여 렌더링된 벽돌 이미지입니다.거칠고 불투명한 표면이지만 실제 렌더링 모델에서는 "모든 것이 반짝반짝"하기 때문에 재료의 밝은 면에서는 확산광뿐만 아니라 작은 하이라이트를 얻을 수 있습니다.테셀레이션은 높이 지도와 일반 지도에서 객체 메시를 생성하기 위해 사용되며, 더 자세한 내용을 작성합니다.

물리 베이스 렌더링(PBR)은, 실제의 빛의 흐름을 모델링 하는 방법으로 이미지를 렌더링 하는 컴퓨터 그래픽스 어프로치입니다.많은 PBR 파이프라인은 포토레알리즘 달성을 목표로 하고 있다.쌍방향 반사율 분포 함수와 렌더링 방정식의 실현 가능하고 빠른 근사치는 이 분야에서 수학적으로 중요하다.포토 측량 기능은 재료의 정확한 광학 특성을 발견하고 부호화하기 위해 사용될 수 있습니다.셰이더는 PBR 원칙을 구현하기 위해 사용할 수 있습니다.

역사

1980년대부터 많은 렌더링 연구자들이 물리적 정확성을 포함한 렌더링을 위한 확실한 이론적 기반을 확립하기 위해 노력했습니다.이 작업의 대부분은 코넬 대학 컴퓨터 그래픽스 프로그램에서 이루어졌습니다. 이 연구소의[1] 1997년 논문은 코넬 대학에서의 작업을 그 시점까지 기술하고 있습니다.

"물리 기반 렌더링"이라는 문구는 Matt Pharr, Greg Humphreys 및 Pat Hanrahan에 의해 2014년부터 동명의 책에서 더욱 널리 보급되었습니다. 이 책은 현대 컴퓨터 그래픽 분야의 중요한 작품이며 [2]특수 효과로 저자에게 테크니컬 어워드(Technical Achievement Academy Award)를 수상했습니다.

과정

PBR은 Joe Wilson이 말했듯이 "엄격한 [3]규칙 세트라기보다는 개념에 가깝다"지만, 그 개념에는 몇 가지 독특한 요점이 포함되어 있다.그 중 하나는 표면을 비반사형과 반사형으로 구분하려는 기존 모델과 달리 PBR은 John Hable의 표현대로 "모든 것이 빛난다"[4]는 것을 인식한다는 것입니다.콘크리트와 같은 현실 세계의 "평탄한" 표면이나 "매트" 표면도 적은 양의 빛을 반사할 것이고, 많은 금속과 액체는 많은 양의 빛을 반사할 것입니다.PBR 모델이 시도하는 또 다른 작업은 실제 물질의 사진으로 측정한 사진 측량법을 통합하여 알베도, 광택, 반사율 및 기타 물리적 특성을 정확하게 시뮬레이션하기 위해 실제 물리적 범위의 값을 연구하고 복제하는 것입니다.마지막으로, PBR은 마이크로패치(microfaces)에 많은 중점을 두고 있으며, 종종 기존의 스펙티컬 맵 또는 반사율 맵에 더하여 평활함 또는 거칠기로 인한 작은 스펙티컬 하이라이트 및 캐비티를 모델링하기 위한 추가 텍스처 및 수학적 모델을 포함합니다.

표면

표면을 다루는 PBR 주제는 종종 계산 속도가 빠르고 직관적인 매개 변수 몇 개만 사용하여 재료의 광학 특성에 근사한 양방향 반사율 분포 함수(BRDF)의 단순화된 모델에 의존한다.일반적인 기법은 근사치 및 단순화된 모형으로, 시간이 많이 걸리는 다른 방법이나 실험실 측정(예: 고니오레플렉토미터)의 보다 정확한 데이터에 근사 모형을 적합시키려고 합니다.

Marmoset의 연구원 Jeff Russell이 설명한 바와 같이, 표면 중심의 물리적 기반 렌더링 파이프라인은 다음과 같은 [5]연구 영역에 초점을 맞출 수도 있습니다.

볼륨

또한 PBR은 다음과 같은 연구 영역을 통해 볼륨 렌더링으로 확장되는 경우가 많습니다.

어플

최신[6] 하드웨어의 고성능과 저비용 덕분에 PBR은 산업용뿐만 아니라 비디오 게임이나 영화 [7]제작 등 사실적인 이미지가 필요한 곳이라면 어디서나 엔터테인먼트 용도로 사용할 수 있게 되었습니다.오늘날의 미드레인지에서 하이엔드 하드웨어는 PBR 콘텐츠를 제작 및 렌더링할 수 있으며, 다음과 같은 모든 경험 수준의 설계자가 물리적 기반 렌더링 방법을 활용할 수 있는 자유롭고 사용하기 쉬운 소프트웨어 시장이 존재합니다.

일반적인 응용 프로그램은 직관적인 그래픽 사용자 인터페이스를 제공하여 아티스트가 임의의 속성을 가진 재료를 정의 및 레이어하고 특정 2D 또는 3D 객체에 할당하여 합성 또는 유기 재료의 외관을 재현할 수 있도록 합니다.환경은 절차 셰이더 또는 텍스처뿐만 아니라 절차 지오메트리, 메시 또는 점 [8]구름을 사용하여 정의할 수 있습니다.가능한 경우 모든 변경 내용이 실시간으로 표시되므로 빠른 반복이 가능합니다.고급 어플리케이션에서는 HLSL이나 GLSL 등의 쉐이딩 언어로 커스텀 셰이더를 작성할 수 있습니다.다만, 노드 베이스의 소재 에디터는, 라이트 포지션, 반사 및 방사 레벨, 금속성등의 중요한 개념을 네이티브로 서포트하는 것으로, 그래프 베이스의 워크플로우를 가능하게 합니다.또, 그 외의 다양한 산술이나 o.ptics 함수는 가장 복잡한 어플리케이션을 제외한 모든 어플리케이션에서 손으로 쓴 셰이더를 대체하고 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Greenberg, Donald P. (1 August 1999). "A framework for realistic image synthesis" (PDF). Communications of the ACM. 42 (8): 44–53. doi:10.1145/310930.310970. Archived (PDF) from the original on 24 September 2018. Retrieved 27 November 2017.
  2. ^ 파, 맷, 험프리스, 그렉, 한라한, 팻"물리 기반 렌더링"입니다.2016년 11월 14일 취득.
  3. ^ 윌슨, 조"물리 기반 렌더링 – 당신도 할 수 있습니다!" 2017년 1월 12일에 취득되었습니다.
  4. ^ Hable, John. "Everything Is Shiny" 2016-12-05년 웨이백 머신에 보관.2016년 11월 14일 취득.
  5. ^ 러셀, 제프 "PBR 이론"2019년 8월 20일 취득.
  6. ^ Kam, Ken. "How Moore's Law Now Favors Nvidia Over Intel". Forbes. Retrieved 2018-05-29.
  7. ^ "Physically Based Rendering: From Theory to Implementation". www.pbrt.org. Retrieved 2018-05-29.
  8. ^ "Point Clouds". Sketchfab Help Center. Retrieved 2018-05-29.