0 說在開始

PBR總結文章有很多，如 Ubp.a總結文章， moriya蘇蛙可總結文章，以及 LearnOpenGLPBR章節部分等等。都是優秀的文章，不在過多重複和贅述，這裏給出需要學習的內容以及我所實現的場景。

整個場景的程式碼： https://github.com/douysu/person-summary如果對您有幫助，還請給一個star，如果大家發現錯誤以及不合理之處，還希望多多指出。

1 執行效果

[執行效果視訊鏈接]

2 所需知識和概念

總結學習過程中涉及到的知識和概念。

微平面模型
輻射度量學（Radiometry）
- 輻射通量（Radiant flux）
- 輻射強度（Radiant Intensity）
- 輻照度（Irradiance）
- 輻射率（Radiance）
- 立體角
渲染方程（Render Equation）
- BRDF（Bidirectional Reflective Distribution Function）
- Cook-Torrance 微表面模型
  - 正態分佈函數（Normal Distribution Function）
  - 菲涅爾方程（Fresnel Rquation）
  - 幾何函數（Geometry Function）
- 常見PBR材質
基於影象的照明（Image Based Lighting, IBL）
- 通過Environment Map生成漫反射Irradiance貼圖
- 通過Environment Map生成帶有粗糙度Roughness的鏡面Irradiance貼圖
- 採樣及積分（蒙特卡洛方法）

總結的只是重點內容，還有HDR、Gamma變換等內容在LearnOpenGL中檢視。

3 踩坑及優化

LearnOpenGL的IBL程式碼比較冗餘，個人在此基礎上進行優化，優化部分如下。

3.1 PBR紋理載入優化

程式碼涉及載入較多紋理，複製貼上很難受，完成優化：

    const int sphereNum = 8; 
    std::string inputPath = "resources/textures/pbr"; 
    std::string twoInputPath[] = { "/gold/", "/slipperystonework/", "/ornate-celtic-gold/", "/bamboo-wood-semigloss/", "/wornpaintedcement/", "/paint-peeling/", "/Titanium-Scuffed/", "/wrinkled-paper/" }; 
    std::string allTextureName[] = { "albedo.png", "normal.png", "metallic.png", "roughness.png", "ao.png" }; 
    unsigned int sphereMap[sphereNum][5]; 
     
    for (int i = 0; i < sphereNum; i++) 
    { 
        std::string tempInputPath = inputPath + twoInputPath[i]; 
        for (int j = 0; j < 5; j++) 
        { 
            std::string lastInputPath = tempInputPath + allTextureName[j]; 
            sphereMap[i][j] = loadTexture(FileSystem::getPath(lastInputPath).c_str()); 
        } 
    }

3.2 assimp模型數據載入順序

assimp模型載入順序與Shader中數據輸入順序不同，需要修改，否則無法完成載入模型。

        // set the vertex attribute pointers 
        // vertex Positions 
        glEnableVertexAttribArray(0);	 
        glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (void*)0); 
        // vertex normals 
        glEnableVertexAttribArray(1);	 
        glVertexAttribPointer(1, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (void*)offsetof(Vertex, TexCoords)); 
        // vertex texture coords 
        glEnableVertexAttribArray(2);	 
        glVertexAttribPointer(2, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (void*)offsetof(Vertex, Normal));

#version 330 core 
layout (location = 0) in vec3 aPos; 
layout (location = 1) in vec2 aTexCoords; 
layout (location = 2) in vec3 aNormal; 

out vec2 TexCoords; 
out vec3 WorldPos; 
out vec3 Normal; 

uniform mat4 projection; 
uniform mat4 view; 
uniform mat4 model; 

void main() 
{ 
TexCoords = aTexCoords; 
WorldPos = vec3(model * vec4(aPos, 1.0)); 
Normal = mat3(model) * aNormal; 

gl_Position =  projection * view * vec4(WorldPos, 1.0); 
}

3.3 完整專案設定

從零設定了一個PBR VS專案，其中涉及到lib，dll，等檔案匯入，設定好的專案在這裏找到： https://github.com/douysu/person-summary

4 參考

[1] LearnOpenGL

[2] 閆令琪-現代計算機圖學入門-Ray Tracing

[3] 以及其他博主文章

PBR物理渲染、IBL基於影象