OpenGL中PBR着色器的实现
背景
刚来公司的第一个项目就是通过OpenGL加载汽车的3D模型，UI设计提供了基础色（Base_Color）、粗糙度（roughness）、金属度（metallic），就是按照PBR提供的材质。之前的加载鞋子模型采用的方案是Blinn-Phone光照模型，Blinn-Phone光照模型也可以实现汽车3D模型的效果，实现过程中需要调整漫反射、高光的参数达到一个比较满意效果，与真实的效果相比较很难令人信服。所以汽车3D模型采用PBR技术实现，下面就介绍下Android端PBR Shader的实现，由于PBR理论知识相对复杂，这里只介绍带贴图的PBR的实现对于文章中涉及的其他概念请自行查阅资料。
PBR基本原理和实现
满足以下条件的光照模型才能称之为PBR光照模型：
- 基于微平面模型（Be based on the microfacet surface model）。
- 能量守恒（Be energy conserving）。
- 使用基于物理的BRDF（Use a physically based BRDF）。
微平面模型
大多数PBR技术都是基于微平面理论。在此理论下，认为在微观上所有材质表面都是由很多朝向不一的微小平面组成，有的材质表面光滑一些，有的粗糙一些。
当光线射入这些微平面后，通常会产生镜面反射。对于越粗糙的表面，由于其朝向更无序，反射的光线更杂乱，反之，平滑的微平面，反射的光线更平齐。
从微观角度来说，没有任何表面是完全光滑的。由于这些微平面已经微小到无法逐像素地继续对其进行细分，因此我们只有假设一个粗糙度(Roughness)参数，然后用统计学的方法来概略的估算微平面的粗糙程度。
因此，粗糙度越高的表面，表面光线反射越分散，反之则越集中：
在实际的PBR实现中，粗糙度（Roughness）是用来调整PBR效果的一个重要参数之一
我们可以基于一个平面的粗糙度来计算出某个向量的方向与微平面平均取向方向一致的概率。这个向量便是位于光线向量
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