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VR-NEXT渲染引擎:對應PBR
具有真實質感和光線物理特徵的3D模型渲染引擎
●發佈 未定

 PBR介紹
物理寫實渲染(PBR)是一種渲染具有物理和光學特徵對象的3D模型引擎。透過使用物理屬性,可以快速定義材質,更加真實的重現渲染圖像。透過物理定義材質,可以獲取顏色與光線的反射資訊,使用較少的多邊形重現模型形狀。最後,渲染圖像雖然更加圖像化,但不會降低運行速度或記憶體等性能。
 歷史
最初在2003年,有三菱電機研究中心之一MERL發表,之後技術被廣泛應用在電影行業(迪士尼等),而2012年開始在遊戲工作室(Epic Games公司的Unreal引擎等)的應用加快了推廣的步伐。

現在,已成為在電影和遊戲圖像進行渲染時經常被用到的功能,運用寫實的3D圖形的虛擬電影或遊戲中此技術的運用更為廣泛。

因此,我們公司未來的VR軟體將對應該技術。

 材料
此技術對應多種材料模型(金屬、反射材料、玻璃)。例如,在金屬模型中可以設定三種參數(顏色、金屬屬性、粗糙度)體現各種質感。所有模型可以透過定量化參數的物理特徵,使其成為可以測量的值。
 高動態範圍
透過實際物理量計算光線的反射,並透過HDR中的色調映射決定RGB的轉換。因此,可以更加貼近自然光。
 照明環境地圖
除了點光源和定向光之外,透過使用環境地圖作為光源,或根據材料設定使物體表面成為鏡面,可實現從多個側面反射自然光。
點擊圖片可放大顯示。 點擊圖片可放大顯示。
 渲染時間
由於減少了繁瑣的渲染程式,用很少的參數表現渲染,因此與傳統的手法相比縮減了渲染時間。可以發揮GPU高性能顯示。
 對應glTF
透過對應2017年6月發佈的glTF2.0,保證了PBR數據的高相容性。此外,有助於3D數據儲存輕量化和讀取時間的縮短。
 PBR的効果
PRB在各種應用中發揮重要作用。包含以下情況
  • 在VR模擬中提高真實感和沉浸感。
  • 在機器學習領域自動生成訓練數據的最佳渲染方法。
  • 在CAD/CG領域,即時渲染接近最終渲染結果,從而提高工作效率。
 有偏/無偏渲染
在定義3D模型的材質和光源的物理性後,計算模型的反射光,進行渲染。此類計算在GPU即時運行,如果持續即時渲染(30/60FPS),將會生成多個近似值。

此類渲染器被稱為有偏渲染器,用於遊戲和VR-Next。

在不需要即時渲染時,則可以在沒有近似值的情況下渲染完全相同的場景。在這種情況下,渲染過程為無偏渲染,這意味著模型在沒有快捷方式的情況下完全呈現,直到到達一定的質量。這種類型的渲染器用於電影,商業廣告,建築師的建築實例介紹等。

雖然敝公司主要關注即時渲染,但也對無偏渲染進行研究,可能將來作為超級電腦雲端服務提供,因此,同樣的模型在即時渲染或寫實影像可以共同使用。

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Model courtesy of Karol Miklas (sketchfab.com/karolmiklas)
& Sketchfab's user Serjogasan. CC BY 4.0.
(https://sketchfab.com/Serjogasan)
(Up&Coming '19 新年號刊載)
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