Phong - Blinn Cook - Torrance Oren-Nayer, Ashikmin-Shirley, Strauss, Lighting Model

1. LIGHTING MODEL
2012년 7월 28일
카제키리 ( 이진우)

2. 차례
• Lighting Model
• Lighting의 간단한 개념
• 램버트 코사인
• Phong – Blinn
• Cook – Torrance
• Oren – Nayer
• Ashikmin – Shirley
• Strauss

3. LIGHTING MODEL

4. 개념
• 정면

5. 개념 (NORMAL)
• 노멀이 왜 필요한가?

6. 개념
• Material

7. PHONG - BLINN

8. PHONG - BLINN

9. PHONG - BLINN
기본적인 반사모델
- 경험적 모델
- 표현이 조냉간단
- 싸구려 틱

10. PHONG - EQUATION
시선이 물체에 반사되었
을때 R을 구해
L 보다 가까우면 강도 ↑

11. PHONG – BLINN EQUATION

12. Lighting Per Pixel (폴리곤 수가 적
을 경우…)

13. COOK - TORRANCE

14. 금속 표면을 나타내는데 적합
(부하 ↑ )

15. COOK - TORRANCE
• 퐁 모델을 개량한 물리기반 조명들 중에 하나
• 표면의 거친정도(Roughness)를 표현할수있는 반사모델의 한 종류
• 금속 표면을 표현하는데 적절
• 계산부하는 당연히 높아짐

18. COOK – TORRANCE EQUATION
BeckMann Or Gauss
??
미세면이 통계적으로 법선에 대해

19. 미세면(MICROFACET)
• 물체의 표면을 미세면의 집합이라 표현
• 퐁반사에서는 이들을 반사지수로 대충 처리
• 하이라이트가 희미해지는것은 표면에 차이 (거침, 매끈함)
• 이들 미세면이 한방향이 아니기에 희미해진다라는 것이 Torrance 와 Sparrow의
제안

20. 기하 감쇠율
• 미세면에 입사한 빛이 다른 미세면에 그림자를 만드는 효과
• E ┴ N or L ┴ N 일때 효과가 커짐

21. 미세면 분포함수
• 미세면이 법선에 대해 어떻게 어긋나 있는가를 통계적으로 나타낸 함수
Beckmann
• 미세면이 거칠다면 훨씬 더 여러방향으로 분포 됨
Gauss

22. 프레넬 항
• 낮은 각도에서 같은 광원이라 할지라도 스펙큘러가 훨씬 밝게 보이는 현상
빛의 반사는 전자와 전자파의 상호작용에 의해 생기는데 빛은 가시광선의 파장을 가지는

23. 프레넬항

24. 이리하야…

25. OREN-NAYER

27. OREN-NAYER
• 거친 표면을 나타내기 위한 Diffuse 모델
• 플라스틱, 모래 같이 반들반들한 표면을 가진 재질에 적합
• Lambert는 이부분에 대해 신경 안씀

29. 하이라이트 변화 X

32. OREN – NAYER EQUATION

33. SIMPLE EQUATION

35. 디퍼드 엔진에서??
• Roughness 정보를 따로 저장하기 위해서 렌더타겟이 하나 더 필요
• Crytek에서 사용하는 R8G8B8에 법선을 때려넣고 A 에 Roughness와 Speclular를
저장
• 7비트만을 Specular로 사용 1비트로 Roughness 처리 (Specular <-> Roughtness 역
함수 관계)

36. APPROXIMATION 으로 최적화 시킨코드
From Pope Kim Blog

37. ASHIKHMIN-SHIRLEY

40. • 이방성 파라미터 모델
• Ward의 라이팅 모델과 달리 물리적 모델에 기반을 둠(프레넬 가중치)

41. BRDF??
• Bidirectional Reflectance Distribution Funtion
• 표면에 상태에 따른 반사율을 구하는 함수

42. EQUATION

43. 좀 더 간단하게

46. • 성능이 더중요할땐 아직은 일반 Lambert 방정식을 사용하는것이 좋다
• LOD와 함께 병행하여 사용하면 옵션으로써의 활용가치는 충분히 있다

47. STRAUSS

48. • 독립적이고 직관적인 매개변수만을 가지고 현실적 효과를 제공하기 위한 라
이팅 모델
• Phong보다 현실적 C-T 보다 복잡하지 않음

49. Colour 표면의 컬러값
Smoothness 매끄러운 정도
Metalness 금속 강도
Transparency 투명도

51. 투명도는 프레임버퍼와의 블렌딩 알고리즘이 결합될때 효과가 두드러

52. M=0S=0

53. M=1S=0

54. M = 0 S = 0.8

55. M = 1 S = 0.8

56. Reference
• http://www.t-pot.com
• 타카시아마기레 셰이더 프로그래밍
• http://www.gamedevforever.com/46 게임개발 포에버
• http://blog.naver.com./sorkelf
• 그 외-..- 조낸 구글링