[sig17]《使命召唤：无限战争》的多层材质技术

《使命召唤：无限战争》的多层材质技术，siggraph17，activision.infinity ward带来。

PBR的发展趋势
从activision在cod上面做的一些工作上看，可以明显的看到PBR的发展趋势，从最开始的把基于物理模型，追求数学正确到现在的引入更多的材质属性，更多的光照模型以及他们之间的更加复杂的组合，从表达能力上更加接近真实世界，业内视角就是更加接近电影的渲染。

unified shader/parameter
activision这里的做法形式上是支持多种材质属性并且支持多层：
多属性

首先是将材质分成了三大类：

surface: normal/roughness
macro：density/thickness
micro：材质的介质属性
实际光照模型对于这些属性进行一个完整支持，并且支持多层：
多层

像上图中下面一列的部分都是多层材质的结果（涂油漆的木头等等）
activision做法是，就是一层层的计算，计算包括：
光的absorption，scattering
积累光照的结果
forward lighting+
这些放在一起，deferred shading就不给力了，forward lighting来处理这些复杂的材质计算。
deferred shading从07年killzone2的paper开始正式流行，到现在的PBR的阶段，预计是要逐渐退出历史舞台了。

material compiler
形式上更加趋近于电影的方式。

具体的技术细节

opacity计算
这里就是考虑到alpha和thickness
直接代码吧：

float PhysicallyBased_GeometricOpacity( float NdotV, float alpha, float t ) // t - thickness
{float x = NdotV;float g = 1.0f - ( x / ( x * ( 1.0 - t ) + t ) ); // Smith-Schlick Greturn lerp( alpha, 1.0f, g ); // base opacity lerp to ‘shadowed’. Counteracts opacity change due to mips
}

thin fim layer
thin film这里讲得是材质表面上盖得另外一层比较薄的一层，但是会影响光的wavelength的这种材质。
这种材质的表达，会很大的影响材质的表达能力

hmm推理过程套路就还是那些，要点是我们要知道有这么个东西，而从早期pbr过来的时候，这些概念还比较缺乏，而直接上movie industry的一套，取舍的研究要做很久，知道那个在实际游戏中用那个不用即可，细节直接看论文吧，贴下代码：

float3 ApplyThinFilm( float3 fresnel, float NdotL, float2 thicknessAndIntensity, float3 specSample ){    float3 lutSample = thinFilmLUT.SampleLevel( linear, float2( thicknessAndIntensity.x, NdotL ), 0 ).rgb - 0.5f;float3 intensity = thicknessAndIntensity.y * 4.0f * ( specSample * ( 1.0f - specSample ) );return saturate( lutSample * intensity + fresnel );}float3 PhysicallyBased_GetPrimaryFresnelWithSpecColor( SurfaceAttributes surfaceAttributes, float dotH ){    float3 primaryFresnel = SchlickPrimaryFresnel( abs( dotH ), surfaceAttributes.specColor );return = ApplyThinFilm( primaryFresnel, abs( dotH ), surfaceAttributes.thinFilmThicknessAndIntensity,                                    surfaceAttributes.specColor ); }

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