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追踪Cook-Torrance BRDF的路径
-对不起，很长的帖子，但是我更喜欢这样做，因为“ 细节中有Devil。 ” :) 我正在从头开始编写路径跟踪器，它对于完美扩散的（朗伯型）表面效果很好（即，炉测试至少在视觉上表明它是节能的，并且渲染的图像与使用Mitsuba渲染器生成的图像相同）参数）。现在，我正在实现对原始Cook-Torrance微面模型的镜面反射项的支持，以渲染一些金属表面。但是，似乎该BRDF反射的能量多于所接收的能量。请参阅下面的示例图像： 上图：Mitsuba参考（假设是正确的）。图：直接光采样，重要半球采样，最大路径长度= 5、32分层spp，盒式滤波器，表面粗糙度= 0.2，RGB的路径跟踪。 上图：实际渲染的图像：蛮力朴素的路径跟踪，均匀的半球采样，最大路径长度= 5、4096分层spp，盒式滤波器，表面粗糙度= 0.2，RGB。尽管在渲染设置方面存在一些差异，但很明显，渲染的图像不会收敛到之前显示的参考。 我倾向于认为这不是实现问题，而是有关在渲染方程框架内正确使用Cook-Torrance模型的问题。下面，我解释了我如何评估镜面反射BRDF，我想知道我是否做得正确，否则，为什么。 在深入了解细节之前，请注意渲染器非常简单：1）仅实现暴力天真的路径跟踪算法-不进行直接光采样，不进行双向路径跟踪，不进行MLT；2）在交点以上的半球上所有采样都是均匀的-根本没有重要性采样，对于扩散表面也没有采样；3）射线路径的最大最大长度固定为5-无俄罗斯轮盘；4）辐射/反射率是通过RGB元组通知的-没有光谱渲染。 Cook Torrance微面模型 现在，我将尝试构建实现镜面BRDF评估表达式所遵循的路径。一切开始与渲染方程 ，其中p是交点在表面处，w o是观看向量，w i大号Ø（p，w ^Ø）= LË+∫ΩLi(p,wi)fr(wo,wi)cosθdωLo(p,wo)=Le+∫ΩLi(p,wi)fr(wo,wi)cosθdω L_o(\textbf{p}, \mathbf{w_o}) = L_e + \int_{\Omega} L_i(\textbf{p}, \mathbf{w_i}) fr(\mathbf{w_o}, \mathbf{w_i}) \cos \theta d\omega pp\textbf{p}wowo\mathbf{w_o}wiwi\mathbf{w_i}是光矢量，是沿着w o的输出辐射，是沿着和入射在的辐射。LoLoL_owowo\mathbf{w_o}p 瓦特我 COS θ = Ñ ⋅ 瓦特我LiLiL_ipp\textbf{p}wiwi\mathbf{w_i}cosθ=n⋅wicosθ=n⋅wi\cos \theta = \mathbf{n} \cdot \mathbf{w_i} 上面的积分（即渲染方程的反射项）可以使用以下蒙特卡洛估计器 其中是描述采样分布的概率密度函数（PDF）向量。 …