Was ist das physikalisch genaueste Modell von Oberflächenmaterialien, das in der Computergrafik möglich ist?

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Ich suche nach theoretischen und implementierten Modellen zur Darstellung von Oberflächenmaterialien in Software, die nach physikalischer Genauigkeit strebt.

Ist BRDF wirklich das beste Modell? Welche Alternativen sind besser? Warum? Welche Nachteile neben der Leistung haben diese Modelle?

physically-based brdf material Lennart Rolland
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Es gibt bsdf, das die volle Sphäre ist, anstatt nur die positive Hemisphäre, die Sie mit brdf erhalten. Das heißt, es beinhaltet Brechung statt nur Reflexion. Die Streuung unter der Oberfläche ist jedoch nicht möglich. Es gibt auch "teilnehmende Medien", über die man nachdenken kann, was Nebel in der Luft ist. Möglicherweise haben Sie auch unterschiedliche Reflexions- / Brechungseigenschaften für unterschiedliche Lichtwellenlängen. Wie viel von diesem Zeug interessiert dich? (:
Alan Wolfe
Ich bin nur neugierig :)
Lennart Rolland
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Ein BSDF (eine vollständige Streufunktion, einschließlich BRDF (Reflexionsteil), BTDF (Transmissionsteil) und BSSRDF (Untergrundteil)) als Teil der Rendering-Gleichung sollte "das beste" Modell sein, nur mit ein paar Einschränkungen. Erstens gibt es nicht ein BSDF-Modell, sondern viele mit jeweils unterschiedlichen Kompromissen. Es kommt also wirklich darauf an, welches BSDF / BRDF Sie verwenden. Zweitens nehmen sie oft eine "Teilchenoptik" an und überspringen die Welleneigenschaften von Licht. Das ist ein Nachteil, der bedeutet, dass Sie einige Phänomene nicht modellieren können. (Polarisation und "CD-Beugung", z. B.)
Supernormal

Antworten:

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BRDFs sind für keine dielektrische Oberfläche genau, da alle einen gewissen Grad an Streuung unter der Oberfläche aufweisen. Ein BSSRDF ist auch nur eine Annäherung, die auf der Annahme einer semi-infiniten Platte basiert. Im Idealfall führen Sie für alle Oberflächen eine volumetrische Pfadverfolgung durch, die viel genauer als BRDFs oder BSSRDFs ist, jedoch erheblich teurer. Obwohl Disney in der Produktion bereits Brute-Force-Pfadverfolgung über BSSRDFs verwendet hat, siehe die Kursnotizen zu SIGGRAPH 2015, Abschnitt 2.5 .

Stefan Werner
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