PBR BSDF

迪士尼BSDF（Disney BSDF）

图 基于Disney BSDF的渲染的示例

• Disney BRDF模型本质上是金属和非金属的混合型模型，
• Disney新增了⼀个参数specTrans（镜面反射透明度）来控制BRDF 和BSDF的混合。
• 基于specTrans完成混合后，再使用和Disney BRDF类似的方式，基于metallic再进行一次混合。 参数方面，Disney BSDF按普通表面和薄表面各有不同：
• 对于普通表面，Disney BSDF在Disney BRDF的基础上新增specTrans（镜面反射透明度）和scatterDistance（散射距离）两个参数，共12个。
• 对于薄表面（Thin-surface），Disney BSDF在Disney BRDF的基础上新增specTrans（镜面反射透明度）、scatterDistance（散射距离）和flatness（平坦度）三个参数，共13个。
• 以下是开源三维动画软件Blender实现的Disney BSDF的图示（根据实际使用情况，Blender对Disney BSDF的实现有相应的修改）：
• 除了新增的Specular BSDF模型，Disney还提出了新的次表面散射模型，以及针对薄表面的折射处理，可以总结如下：
• 在Disney BRDF中加入次表面散射模型。具体思路是首先将漫射波瓣重构为两部分：方向性的微表面效应（microsurface effect），主要为逆反射（retroreflection）；非方向性的次表面效应（subsurface effect），即Lambertian。然后，用散射模型（diffusion model）或体积散射模型（volumetric scattering model）替换漫反射波瓣中的Lambert部分。这样，便能保留微表面效应（microsurface effect），让散射模型在散射距离较小时收敛到与漫反射BRDF相同的结果。
• 提出基于两个指数项总和的次表面漫射（Subsurface diffusion）模拟模型。  次表⾯漫射（Subsurface diffusion）。Disney通过蒙特卡洛模拟（Monte Carlo simulation），观察到对于典型的散射参数，包括单次散射的扩散剖面（diffusion profile），使用两个指数项的总和（a sum of two exponentials）便可以很好地进行模拟，且得到了比偶极子剖面（dipole diffusion）更好的渲染结果。如下图所示。\
• 薄表面BSDF（Thin-surface BSDF） 。对于薄的半透明表⾯，Disney选择在单个着色点处模拟入射和出射散射事件，作为镜面反射和漫反射传输的组合，由specTrans和diffTrans参数控制，并用各向同性的波瓣近似薄表面漫反射传输。如下图所示。
  图 蒙特卡洛散射（Monte Carlo diffusion）模拟，指数拟合与偶极子数据的对比。