基于物理的光照(Physically Based Lighting)

pbr lighting

真实世界中的光源

基于物理的光照符合真实世界中的光源描述,在真实环境中,我们所见到的光源产品都具有自身的工业参数,我们先来看一个宜家的灯泡💡

light bulb size

从产品包装上,我们可以了解到这个灯泡的几个重要工业参数:

  • 功率
  • 色温
  • 尺寸

这三个重要参数影响真实世界中的光源表现效果,下面我们来重点讲解一下这三个参数的物理意义。


发光功率

发光功率就是我们通常所说的光源强度。Cocos Creator 3D 中使用 光学度量单位(Photometric Unit) 来计量光源强度:

  • 发光功率(Luminous Power) :单位 流明(lm
    描述光源从各个方向发出的光的总量。改变光源大小不会影响场景照明效果
  • 亮度(Luminance) :单位 坎德拉每平方米(cd/m2
    描述光线从光源表面上的点入射到接收表面上点,所具有的光源强度。改变光源大小会影响场景照明效果
  • 照度(Illuminance) :单位 勒克斯(lx
    描述光线从光源入射到接收表面处的光的总量。该值受光的传播距离影响。

light power

在真实世界中,由于描述光源的重要物理参数不一样,我们通常用 发光功率(Luminous Power)亮度(Luminance) 来描述生活中常见的带有照明面积的光源,用 照度(Illuminance) 来描述太阳光。


色温(ColorTemperature)

色温:是指绝对黑体从绝对零度(-273℃)开始加温后所呈现的颜色。

色温是影响光源颜色的重要属性,是个可选属性,当启用色温时,色温也参与了光源颜色的组成部分。

真实世界环境中,一天不同时段的环境色温也会动态发生变化:
color temp of day

可参考下表所示:
kelvin


光源大小

真实世界中的光源都具有真实的物理尺寸,同时,光源大小也影响了光源强度。

light bulb size


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