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标题: 汽车喷漆效果的实现 [打印本页]

作者: star-小虎 时间: 2013-10-15 16:12
标题: 汽车喷漆效果的实现

给汽车身体喷漆是一个复杂的过程，车身油漆是昂贵分层形式,往往包含染料层，搪瓷金属箔悬浮层.
由于这些接二连三油漆表面层,展示出了一种复杂的光学交互，使车看起来平滑，光泽。

完整的HLSL像素着色器代码如下：

struct PsInput
{
   float2 Tex : TEXCOORD0;
   float3 Tangent : TEXCOORD1;
   float3 Binormal : TEXCOORD2;
   float3 Normal : TEXCOORD3;
   float3 View : TEXCOORD4;
   float3 SparkleTex : TEXCOORD5;
};

float4 main(PsInput i) : COLOR
{
   // 取得当前的法线图
   float3 vNormal = tex2D( normalMap, i.Tex );
   // 缩放和偏移让其在[-1.0, 1.0]区域内:
   vNormal = 2.0f * vNormal - 1.0f;

   // 获得高频率扰动的法线，通过查询一个噪声图。
   float3 vFlakesNormal = tex2D(microflakeNMap, i.SparkleTex);
   // 别忘了转换到 [-1.0, 1.0] 区域内:
   vFlakesNormal = 2 * vFlakesNormal - 1.0;

   // 计算以下公式
   // Np1 = ( a * Np + b * N ) / || a * Np + b * N || where a << b
   //
   float3 vNp1 = microflakePerturbationA * vFlakesNormal + normalPerturbation * vNormal ;

   // 计算以下公式
   // Np2 = ( c * Np + d * N ) / || c * Np + d * N || where c == d
   float3 vNp2 = microflakePerturbation * ( vFlakesNormal + vNormal ) ;

   // 因为需要与法线点乘求夹角，所以我们必须将它归一化一下
   float3 vView = normalize( View );

   // 把表面法线转换好世界空间中来，计算bump map的方法。
   float3x3 mTangentToWorld = transpose( float3x3( Tangent, Binormal, Normal ) );
   float3 vNormalWorld = normalize( mul( mTangentToWorld, vNormal ));

   // 计算夹角余玄
   float fNdotV = saturate(dot( vNormalWorld, vView));

   // 计算出反射向量
   float3 vReflection = 2 * vNormalWorld * fNdotV - vView;

   // 我们需要一个gloss值来读环境图，在真实的demo中，反射效果会有轻微的模糊。
   float fEnvBias = glossLevel;

   // 用反射向量采样环境图。
   float4 envMap = texCUBEbias( showroomMap, float4( vReflection, fEnvBias ) );

   //乘以亮度值，在a通道中储存 RGBE
   envMap.rgb = envMap.rgb * envMap.a;

   // 再乘以一个亮度系数
   envMap.rgb *= brightnessFactor;

   // 将切线空间中的法线变换到世界坐标中来.
   float3 vNp1World = normalize( mul( mTangentToWorld, vNp1) );

   // 法线和视线点乘,得到斐涅尔系数
   float fFresnel1 = saturate( dot( vNp1World, vView ));

   // 将第二个法线也同样重切线空间中变换到世界坐标中来.
   float3 vNp2World = normalize( mul( mTangentToWorld, vNp2 ));

   // 同样的方法得到第二个斐涅尔系数.
   float fFresnel2 = saturate( dot( vNp2World, vView ));

   // 开始合成所有层了.
   // 根据公式三
   float fFresnel1Sq = fFresnel1 * fFresnel1;
   float4 paintColor = fFresnel1 * paintColor0 +
   fFresnel1Sq * paintColorMid +
   fFresnel1Sq * fFresnel1Sq * paintColor2 +
   pow( fFresnel2, 16 ) * flakeLayerColor;

   // 最后与反射的环境贴图合成在一起,形成最终的结果.
   float fEnvContribution = 1.0 - 0.5 * fNdotV;
   float4 finalColor;
   finalColor.a = 1.0;
   finalColor.rgb = envMap * fEnvContribution + paintColor;
   return finalColor;
}
结论
此代码所使用的算法,经验更大于真实的物理属性,所以需要不断得调整常数值,
来使最终得到一个满意的效果.

作者: HIDEOKOJIMA 时间: 2013-10-15 16:44
Thanks for sharing !

作者: tangqizuse 时间: 2013-10-16 22:18
谢谢楼主，学习了

作者: 幸福小猪 时间: 2013-10-28 10:42
感谢楼主分享

作者: gxf5168 时间: 2014-2-24 02:08
谢谢分享

作者: orokborokhulu 时间: 2014-2-24 09:43
感谢分享

作者: BlueGem 时间: 2014-2-24 15:50
感谢分享

作者: Anny123 时间: 2018-12-27 20:50
你好，我看了汽车喷漆效果的实现这个帖子，有两个问题想请教你，切线转换到世界坐标系下是法线乘以TBN矩阵还是法线乘以TBN的逆矩阵，代码里面的View是什么东西,希望知道的朋友回答我一下哦，谢谢

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