自由学习记录(121)

  • 输入维度通常是 NdotV 和 roughness
  • 输出是 BRDF 中和视角相关的那部分(常记成 A,B 或 FGD)

实时时就不再做积分,只做:

  1. 2D 纹理采样
  2. 少量乘加(比如 spec = F0 * A + B)

为什么要它:

  • 直接积分要很多采样循环(几十到上百次)才能稳定,实时不现实。
  • LUT 把"复杂积分"变成"1次查表 + 几次ALU",在大量像素下非常划算。

https://gnn.gamer.com.tw

Unity 里与环境相关的 cubemap 主要有三类来源:

  1. 全局环境反射(Skybox / Reflection Probe 结果)

  2. 某个具体 Reflection Probe 的 cubemap

  3. 你自己绑定的自定义 cubemap

获取"当前场景环境反射"的 cubemap(最常见)

在 Built-in / URP / HDRP 中,shader 都可以直接访问 Unity 注入的环境反射纹理。

Built-in pipeline:

Unity 会自动提供:

unity_SpecCube0

unity_SpecCube0_HDR

shader 里可以直接:

samplerCUBE unity_SpecCube0;

half4 col = UNITY_SAMPLE_TEXCUBE(unity_SpecCube0, dir);

这通常是:

  • 当前物体所在位置对应的 Reflection Probe

  • 或 fallback 到 skybox

并且已经是预过滤(mip 链按 roughness 用)。

如果启用了 box projection,还会有额外参数:

unity_SpecCube0_BoxMin

unity_SpecCube0_BoxMax

unity_SpecCube0_ProbePosition


URP:

URP 通过宏封装,实际变量类似:

TEXTURECUBE(_GlossyEnvironmentCubeMap);

但一般不要直接写变量名。

使用:

SAMPLE_TEXTURECUBE_LOD

或通过:

GlossyEnvironmentReflection()

在 URP 的 lighting.hlsl 中可以看到实现。


HDRP:

HDRP 不直接暴露 raw cubemap。

它走的是:

  • reflection atlas

  • probe volume

  • cluster-based sampling

你通过:

EvaluateReflectionProbes()

或:

SampleEnv()

而不是直接 samplerCUBE。

++HDRP 的环境数据存储在 atlas 中++,并通过索引查找。

能否"读取场景里某个具体 Reflection Probe 的 cubemap"?

默认不能。

Unity ++不允许 shader 枚举或查询场景资源。++

Shader 只能访问:

  • 当前++渲染物体绑定的 probe(Unity++ 自动++选择++)

  • 或你手动传入的纹理

如果你想访问某个指定 probe:

必须在 C# 里:

  1. 获取 probe.texture

  2. 通过 material.SetTexture() 传给 shader

++shader 本身无法主动"查询场景里有哪些 cubemap"。++

你在 shader 中使用:

UNITY_SAMPLE_TEXCUBE(unity_SpecCube0, R);

你得到的是:

  • 已经预过滤的 cubemap

  • 包含 mip chain

  • 经过 HDR decode(需要 DecodeHDR)

它不是原始 cubemap,而是:

经过 convolution 的 specular IBL 版本

如果你想获得"未预过滤"的原始环境图,是做不到的(除非你自己传)。

目的是自定义 FGD / IBL 计算

典型做法:

float3 R = reflect(-V, N);

float mip = roughnessToMip(roughness);

float3 env = SAMPLE_TEXTURECUBE_LOD(unity_SpecCube0, R, mip);

然后再乘你的 FGD 项。

这就是标准 split-sum IBL。

资源绑定由渲染管线控制,shader不具有权限

它以前是这么会讲话的?我怎么不记得

Key Breakdown:

  • ee (like 'bee')

  • kwi (like 'quick' without the 'ck')

  • rek (like 'wreck')

  • TANG (rhymes with 'sang', primary stress)

  • gyuh (soft 'g' sound)

  • lur (like 'blur')

    YouTube

An equirectangular projection (or plate carrée) is a map projection that maps spherical coordinates---specifically, longitude and latitude---directly to a 2:1 rectangular image, where meridians are vertical lines and parallels are horizontal . It is widely used for 360-degree panoramic photography, VR, and mapping, providing an easy linear mapping of 360° horizontal (yaw) and 180° vertical (pitch) views.

是否需要"非常尖锐的镜面反射"(低 roughness、头发高光那种窄 lobe)在环境里还能看出细节。粗糙一点的反射,高分辨率几乎全被 mip 糊掉了。

Specular IBL 里的 mip:不同粗糙度下的预卷积环境,roughness 主动选择 LOD

你理解的 mip 是对的:

它确实是"同一张纹理的多级分辨率版本,用于 LOD"。

但在 specular IBL 里,它不只是"远处用低分辨率",而是被主动拿来当卷积结果用。这是语境差异导致的理解冲突。

关键区别在于:

普通贴图的 mip

→ 为了抗 alias / 做距离 LOD

→ 由硬件根据导数 自动

Specular IBL 里的 mip:

→ 被当作"不同粗糙度下的预卷积环境 "

→ 由 roughness 主动选择 LOD

这两种用途完全不同。

导数从哪里来

在 fragment/pixel shader 里,GPU 以 2×2 pixel quad 为单位并行执行。

同一 quad 内,硬件可以直接比较相邻像素的插值结果,从而得到:

ddx(u), ddy(u)

ddx(v), ddy(v)

这不是数值微分,而是:

ddx(u) = u(x+1,y) - u(x,y)

ddy(u) = u(x,y+1) - u(x,y)

这些导数是屏幕空间导数

LOD 的基本公式(简化版)

GPU 会估算一个 footprint(像素覆盖的纹理面积),核心量是:

ρ ≈ max( |∂u/∂x|, |∂u/∂y|, |∂v/∂x|, |∂v/∂y| )

然后:

lod ≈ log2( ρ * textureSize )

直观理解:

  • 如果一个像素在纹理空间覆盖很多 texel

    → ρ 大

    → lod 大

    → 用更高 mip(更模糊)

  • 如果像素在纹理空间只覆盖很小区域

    → ρ 小

    → lod 小

    → 用低 mip(清晰)

导数大小由两件事决定:

  1. 你的纹理坐标变化速度

    例如:

    • UV 被大比例缩放

    • 三角形在屏幕上很小

    • 透视缩放严重

    • 法线/反射向量变化剧烈

  2. 屏幕投影关系

    透视投影下远处物体 UV 变化更快 → 导数更大 → 更高 mip

所以"自动选 mip"是由:

屏幕空间几何变化 → 插值 → quad 内差分 → 硬件 LOD 公式

驱动的。

和 spec IBL 的区别

在普通纹理 你用的是:tex2D()

硬件自动根据导数选 mip。

在 spec IBL 里:

你通常会用:texCUBElod()或 SAMPLE_TEXTURECUBE_LOD()

此时你手动提供 mip。

因为你不希望: LOD 由屏幕尺寸决定 ,而是由:roughness 决定。

这两种 LOD 逻辑完全不同。

为什么必须手动 LOD 做 IBL?

如果你让硬件自动选 mip:

  • 远处物体会更模糊

  • 近处更清晰

但物理上:

粗糙度才决定模糊程度,
和屏幕距离无关。

所以 IBL 必须:

用 roughness → mip 映射,

覆盖掉硬件导数 LOD。

原来如此,也就是说mip的不同使用,平常的那种是为了lod,那是一种mip,而这里的mip是为了让不同的roughness作为参数影响不同的效果,相当于在硬件的上层接管了对mip的控制,mip只是一个概念,一个实现方法,而不是具体的某个图

不只是"远处用低分辨率",而是被主动拿来当卷积结果

specIBL ≈ prefilteredEnv(R, roughness) * FGD(NoV, roughness)

在 PBR split-sum IBL 里:

specIBL ≈ prefilteredEnv(R, roughness) * FGD(NoV, roughness)

这里的 prefilteredEnv 实际上是:

Env 与 GGX lobe 的卷积结果。

而在实时里,这个卷积通常被"烘焙进 cubemap 的 mip 链"。

也就是说:

mip0 = 几乎未卷积(sharp)

mip1 = 略微模糊

mip2 = 更模糊

...

最后一级 = 接近常数球谐

当 roughness 增大时,你主动采样更高 mip。

这不是距离导致的 LOD,是 BRDF lobe 变宽导致的"角域低通滤波"。

高分辨率 cubemap 只对低 roughness 有意义。

为什么高分辨率经常没意义

假设:

你的 roughness = 0.4

GGX lobe 的半角宽度可能已经覆盖几十度的立体角。

这意味着:

反射方向周围的环境细节都会被卷积平均掉。

就算 cubemap 是 4K,

最终参与积分的是一个"大范围加权平均"。

结果自然"糊"。

这不是分辨率丢失,而是物理上 lobe 宽。


什么时候分辨率真的重要?

只有在:

roughness 很低(比如 0.02 ~ 0.1)

GGX lobe 非常尖锐,接近 delta。

这时:

采样主要集中在一个很小的角域范围。

此时 cubemap 分辨率不足,就会:

  • 灯条边缘不锐

  • 高频细节糊

  • 镜面像低质量 SSR

所以:

高分辨率 cubemap 只对低 roughness 有意义。

一个更精确的角域理解

GGX 的 lobe 宽度大致与 α² 成正比(α≈roughness)。

当 α 增大时:

你在球面上做的是大面积加权平均。

而 mip 本质就是:

对球面信号做低通滤波。

所以"被 mip 糊掉"其实等价于:

"BRDF 在角域做低通卷积"。

只是 mip 是近似实现。

角域 」(Angular Domain)通常是相對於「空域」(Spatial Domain)的一個概念。

在電腦圖形學與渲染的語境下,「 角域 」(Angular Domain)通常是相對於「 空域」(Spatial Domain)的一個概念。
接續你提到的「粗糙度」話題,這兩個「域」決定了我們如何處理光影細節:

  • 空域 (Spatial Domain): 指的是物體在三維空間中的「位置」或貼圖上的「像素座標」。當我們談論物體的形狀、邊緣或細節分佈時,我們是在空域討論。
  • 角域 (Angular Domain): 指的是光線射入或反射的「方向」。因為光線在球面上是依據角度(θ, φ)分佈的,所以反射的模糊程度、高光的大小,本質上都是在「角度的維度」上進行運算。 -University of Delaware +2

為什麼粗糙度跟「角域」有關?
當你說「解析度被 Mip 糊掉」時,其實涉及了這兩個域的轉換:

  1. 角域的擴張: 粗糙度越高,光線反射的方向就越不固定(角域範圍變大、變散)。
  2. 空域的模糊: 為了模擬這種「角域的擴散」,引擎會去抓取反射貼圖中較模糊的層級(Mipmap)。這本質上是用空域的模糊(低解析度像素)來模擬角域的散射(光線方向不一致)。

簡單類比

  • 空域: 就像你在地圖上找一個具體的地址。
  • 角域: 就像你站在原地,轉動頭部觀察四周不同的方位。

在 PBR 渲染中, ++預過濾環境貼圖 (Pre-filtered Environment Map) 就是將「角域」資訊預先存進「空域」貼圖的過程。粗糙度就是控制你要從這個角度分佈中取多大的範圍。++
在圖形學、訊號處理或影像處理中,「 低通」(Low-pass)是一個非常核心的概念。
簡單來說: 「低」指的是低頻(Low Frequency),「通」指的是通過(Pass)。
什麼是低通濾波(Low-pass Filtering)?
低通濾波的作用就是: 「讓平緩的訊號通過,濾掉劇烈變化的訊號。」

低通濾波 (Low-pass Filter)
這是一個 目的。當我們說「對反射進行低通濾波」時,意思就是我們要去掉反射中那些清晰的細節,讓它變模糊。
低通卷積 (Low-pass Convolution)
這是一種 手段(數學方法)。

  • 卷積 (Convolution) 是圖像處理的一種運算:拿一個小方格(卷積核/Kernel),在圖像上滑動,把周圍的像素混在一起算出一個平均值。
  • 如果你用一個「平均權重」的核去跑圖像,原本孤立的高頻像素(亮點)就會被周圍的像素中和掉,這就是低通卷積

為什麼粗糙度跟低通有關?
回到你最初的問題:

  • 粗糙度增加

    →right arrow →
    反射光線方向變得隨機

    →right arrow →
    物理上的低通濾波
  • 為了模擬這個效果,引擎會對環境貼圖做預卷積 (Pre-convolution),生成不同層級的 Mipmaps。
  • 低解析度的 Mipmap 本質上就是原始高解析度圖像經過低通濾波後的結果。

在 3D 渲染和環境反射中,

Cube Face 分辨率 (立方體面解析度)指的是環境貼圖(Cube Map)中,構成立方體的六個正方形面,每一個面的像素大小

主流实时项目里的常见尺寸(指 cube face 分辨率)

移动端

  • 128 ~ 256(绝大多数项目)

  • 高端移动/少量高光资产:512

PC / 主机(主流 3A / 中高端)

  • 256:远景 probe / 次要环境

  • 512:最常见默认尺寸

  • 1024:关键 probe / 低 roughness 强镜面场景

  • 2048:极少数英雄资产或离线预览用途

绝大多数实时项目的 reflection probe 是 256 或 512。

不是 4K,更不是 8K。

全景圖需要覆蓋全球面(經度 360°,緯度 180°)。為了保證像素在展開時不扭曲,寬度必須是高度的兩倍

  1. 為什麼比例是 2:1?
    因為全景圖需要覆蓋全球面(經度 360°,緯度 180°)。為了保證像素在展開時不扭曲,寬度必須是高度的兩倍。 [2]
  2. 轉換成 Cube Map(立方體貼圖)後呢?
    如果你將這張 4K 全景圖轉換為你之前問的 Cube Face ,每個面的解析度大約是 1024 × 1024。 [3, 4]
  • 計算邏輯: 全景圖的寬度

    4096/π≈13004096 / pi is approximately equal to 1300 4096/𝜋≈1300
    。但在工業標準中,通常會取最接近的 2 的冪次方,即 1024。 [5]
  1. 反射解析度與「糊掉」的關聯
    即使你用了 4K HDRI,如果你的 Cube Face 分辨率 設定得太低(例如預設的 128 或 256),系統在預卷積時就會先丟失大量細節。 [6] 即使 Roughness 是 0,你也看不到 4K 級別的清晰度。 [7]
    技術建議:
  • 背景顯示: 如果 HDRI 要直接當背景看,4K 是低標(否則會看到像素點)。 [8]
  • 僅做照明: 如果 HDRI 只用來提供光照和模糊反射,通常 512px1K 就綽綽有餘,能大幅節省記憶體。 [9]

「多出來的像素」在採樣(Downsampling) 和**過濾(Filtering)**的過程被「融合」掉

當你將一張 4K 全景圖轉換為解析度較低的 Cube Map(例如 1024px)時,那些「多出來的像素」並不會被隨機丟棄,而是透過 下採樣(Downsampling) 和**過濾(Filtering)**的過程被「融合」掉了。
以下是處理這些多餘像素的三種主要方式:

  1. 均值模糊與融合(Pixel Averaging)
    這是最常見的情況。如果 4 個像素要變成 1 個像素,系統會計算這 4 個像素的顏色平均值。
  • 優點: 能夠保留整體的顏色資訊和光照能量。
  • 視覺結果: 畫面變得很平滑,原本細小的亮點(比如遠處的一盞小燈)會變暗一點,但會擴散到周圍。
  1. 走樣與閃爍(Aliasing)------ 如果處理不當
    如果你直接強行抽取像素(Nearest Neighbor,最近鄰採樣),不進行計算就直接扔掉多餘的像素:
  • 現象: 反射會出現嚴重的「鋸齒」或「閃爍」。
  • 結果: 當你移動視角時,反射的亮點會忽隱忽現,這在動態渲染中是非常低品質的表現。
  1. 預卷積(Pre-convolution)------ 渲染器的精華
    這就是你最早問的「Mip 糊掉」的進階版。渲染器在處理多餘像素時,會根據 粗糙度來決定怎麼「糊」:
  • 高品質處理: 渲染器會掃描全景圖中一大片的像素(根據角域範圍),並根據物理模型(如 GGX)計算出一個加權平均值。
  • 結果: 多餘的像素細節被轉化成了能量。原本的高頻亮點(銳利的細節)變成了低頻的輝光(柔和的過渡)。

6 × 512² ≈ 1.57M 像素≈ 12.6MB

一个 2K HDR cubemap 几乎能吃掉半个小场景的纹理预算。

所以实际项目很少用 2K face。

PC 上通常压成 BC6H,否则内存爆炸。

从"物理需求"角度判断多大够用

关键只看一个东西:

最低 roughness。

roughness ≥ 0.3

→ 256 就够

roughness ≈ 0.15 ~ 0.25

→ 512 比较稳

roughness < 0.1(尖锐镜面、头发、珠宝)

→ 1024 才明显不糊

为什么roughness可以控制采样的精度?

它并不是"控制精度",而是控制需要积分的角域宽度

精度下降只是结果。

把问题拆开:

一、Specular IBL 本质是什么?

你在算的是:

其中 α ≈ roughness。

真正决定"采样区域大小"的是 D(h, α)。

直观对比

想象两种材料:

镜面金属(roughness 0.02)

→ 只采一个极窄方向

→ 需要高分辨率 cubemap

磨砂金属(roughness 0.5)

→ 采样一个大角域

→ 环境会被强烈模糊

→ 即使用 8K,结果也看不出细节

不是精度下降,

而是物理模型本身在"模糊"环境。

头发的菲涅尔 𝐹0 (反射率)通常在渲染中被设置为较小的值。
根据 虚幻引擎材质输入文档 ,一般来说,角蛋白(头发的主要成分)的折射率与水或玻璃类似,菲涅尔 𝐹0 约在 0.04 到 0.05 之间,对应约 4% 到 5% 的反射率。
----Epic Games Developers

  • 一般数值:0.04 - 0.05 (4%-5%)。
  • 物理属性:头发为角蛋白材质,属于电介质。
  • 高光表现 :在渲染中,虽然𝐹0较小,但由于其各向异性(Anisotropic)反射,会表现出明显的高光条。

在实际的 CG 制作中,通常不会将头发设为高反射材质,而是更强调其传输和高光表现。

k都是🈯长的那个分辨率长度
2. 剛好能裝下一個「字元」
在電腦剛發展時, 8 bits 剛好可以排列出
data-processed="true" href="https://www.gstatic.com/external_hosted/xits_woff/xits.css" nonce="" rel="stylesheet" />

2 8 = 256 2 to the eighth power equals 256
2 8 = 2 5 6

種組合。

  • 這足以裝下所有的英文大小寫字母、數字、標點符號(即 ASCII 編碼系統 )。
  • 因此,1 Byte 就變成了表達一個實義資訊(如字母 "A")的最小完整容器。
  1. 硬體設計的簡化
    CPU 的電路設計(數據總線 Data Bus)是成組運作的。
  • 早期的處理器是 8 位元的,意味著它一次能吞吐 8 個 bits。
  • 如果真的要支援「單獨操作任意 1 bit」,電路會變得極度複雜且緩慢。

總結

  • Bit :是用來計算狀態的(0 或 1)。
  • Byte :是用來計算容量操作資料的基準。

如果沒有 Byte,你的手機下載一個 1GB 的檔案,需要處理 80 億個獨立地址,這會讓處理器直接過熱燒掉。
2. 转换的过程:是"压缩映射"而非单纯读取
当你把 32 位转为 8/16 位时,Photoshop 并不是随机丢弃数据,而是执行了一次 色调映射(Tone Mapping)
href="https://www.gstatic.com/external_hosted/xits_woff/xits.css" nonce="" rel="stylesheet" /> href="https://www.gstatic.com/external_hosted/xits_woff/xits.css" nonce="" rel="stylesheet" /> href="https://www.gstatic.com/external_hosted/xits_woff/xits.css" nonce="" rel="stylesheet" /> href="https://www.gstatic.com/external_hosted/xits_woff/xits.css" nonce="" rel="stylesheet" /> href="https://www.gstatic.com/external_hosted/xits_woff/xits.css" nonce="" rel="stylesheet" /> href="https://www.gstatic.com/external_hosted/xits_woff/xits.css" nonce="" rel="stylesheet" /> href="https://www.gstatic.com/external_hosted/xits_woff/xits.css" nonce="" rel="stylesheet" />

  • 信息的确定性:原图的信息(例如某个像素的亮度是

    5.0 5.0
    5 . 0


    1.0 1.0
    1 . 0
    代表显示器上的白)是确定的。
  • 重新编码:在 32 位中,亮度可以无限大;但在 8 位中,最大值只能是

    255 255
    2 5 5
    。Photoshop 会问你:"你是想把原图中亮度

    0 ∼ 1.0 0 tilde 1.0
    0 ∼ 1 . 0
    的部分映射到

    0 ∼ 255 0 tilde 255
    0 ∼ 2 5 5
    ,还是想把亮度

    0 ∼ 10.0 0 tilde 10.0
    0 ∼ 1 0 . 0
    的细节压缩到

    0 ∼ 255 0 tilde 255
    0 ∼ 2 5 5
    里?"
  • 结果 :一旦确定了转换算法,Photoshop 就会创建一张全新的像素点阵图
  1. 这是"有损"的吗?
    是的,这是不可逆的有损转换。
  • 数据丢失:一旦转为 8 位,原本 32 位里那些极其精细的亮度变化(例如阴影里的微弱起伏)会被合并成同一个数字。
  • 不可逆性:你可以把 32 位轻松变成 8 位(把仓库的东西塞进盒子,多余的扔掉);但你无法把 8 位变回真正的 32 位(盒子里的东西放回仓库,扔掉的东西回不来了)。

(更准确:是"可见法线分布"VNDF 与几何项一起决定的有效核),但直观上从 D D D 就能看出为什么 roughness 会改变卷积角宽。

microfacet specular 的核心权重在 half-vector h = l + v ∥ l + v ∥ h = \frac{l+v}{\|l+v\|} 上。对固定视线 v v ,你可以把积分理解成:

  • 先在 h h h 空间按某个分布挑选/加权(这个分布与 D D D 强相关)

  • 再由反射关系把 h h h 映射回光照方向 l l l

因此,"lobe 的角宽"可以先在 h h h 的极角 θ h \theta_h θh(相对法线 n n n)上讨论,再映射到 l l l 的角宽。

GGX 的 D D 长什么样?为什么会变宽?

各向同性 GGX NDF:

D ( θ h , α ) = α 2 π ( cos ⁡ 2 θ h ( α 2 − 1 ) + 1 ) 2 D(\theta_h,\alpha) = \frac{\alpha^2}{\pi \big(\cos^2\theta_h(\alpha^2-1)+1\big)^2} D(θh,α)=π(cos2θh(α2−1)+1)2α2

看两点:

  • 当 α → 0 \alpha \to 0 α→0:分布在 θ h ≈ 0 \theta_h \approx 0 θh≈0 处极尖,几乎全质量集中在法线附近(镜面)

  • 当 α \alpha α 增大:分母里那项不再让 θ h \theta_h θh 偏离 0 时急剧衰减,尾巴变"胖",大角度的 h h h 权重显著增加

所以 roughness 变大不是"降低精度",而是 D D D 这个分布本身把更多概率/权重放到了更大的 θ h \theta_h θh 上------这就是覆盖范围变大。

在标准 PBR(同一套 BRDF 模型)下,FGD / DFG LUT 通常是"全项目统一一张"。

不是每个模型单独生成。

只有当你改变了"BRDF 数学形式"时,才需要换 LUT。

下面分层讲。

一、FGD LUT 本质依赖什么?

典型 DFG LUT 的输入是:

  • N·V

  • roughness

输出是:

  • A, B(或 FGD)

它隐含固定了以下假设:

  • NDF 形式(通常 GGX)

  • 几何项形式(Smith + Schlick-G 或 height-correlated)

  • Fresnel 近似(通常 Schlick)

  • 单次散射模型(是否含多重散射补偿)

  • roughness 到 α 的映射(α = r²?)

只要这些不变,

材质的 F0、baseColor、metalness 都不影响 LUT。

因为 LUT 只解决:

∫ D G F ( n , v , l , α )   ( n ⋅ l )   d l \int DGF(n,v,l,\alpha)\,(n\cdot l)\,dl ∫DGF(n,v,l,α)(n⋅l)dl

F0 是线性外乘。

所以它和"模型"无关。

什么时候必须重新生成 LUT?

只有以下情况才需要不同 LUT:

  1. 你改了 NDF

    比如从 GGX 改成 Beckmann

  2. 改了 G 项

    例如改成 height-correlated Smith

  3. 改了 Fresnel 形式

    例如使用精确导体 Fresnel(η,k)

  4. 改 roughness 定义

    perceptual r 还是 α=r²

  5. 加入多重散射补偿到积分内部

  6. 做各向异性(需要 3D LUT)

只要其中任意一条变了,

LUT 就不再匹配。

常规引擎做法

Unity / Unreal / Frostbite 等:

  • 整个项目只有一张 DFG LUT

  • 所有材质共享

  • 与模型无关

  • 与 F0 无关

这是标准做法。

头发是否例外?

如果你做的是:

Kajiya-Kay

Marschner

Dual spec lobe

Charlie distribution

那就不是 GGX microfacet 了。

此时:

标准 GGX FGD LUT 不再严格匹配。

但很多项目仍然偷懒用同一张 LUT,

只是物理精度下降一点。

如果你追求物理一致性:

头发应该有自己独立的 LUT。

但大多数实时项目不会这么做。

一、这里的"积分"到底在积什么?

我们不是在积分空间坐标。

我们在积分方向

更准确地说:

对一个表面点,我们要把"来自所有方向的光"累加起来。

想象你站在一个点上,半球上每个方向都有光进来。

那最终颜色就是:

把每个方向的光 × 这个方向的反射权重,加起来。

这就是:

∫ Ω L i ( l ) f r ( l , v ) ( n ⋅ l ) d l \int_{\Omega} L_i(l) f_r(l,v) (n \cdot l) dl ∫ΩLi(l)fr(l,v)(n⋅l)dl

翻成人话:

  • L i ( l ) L_i(l) Li(l):这个方向来的光多亮

  • f r f_r fr:这个方向会反射多少到眼睛

  • n ⋅ l n·l n⋅l:几何投影权重

  • Ω:半球所有方向

你不是在积分"无限空间",

而是在积分"方向集合"。


二、积分是不是无限?

数学上是连续积分。

计算机里不是。

计算机从来不会真的算无限。

它做的是:

用"有限采样"近似积分。

比如:

取 64 个方向

算 64 次

平均

这就是 Monte Carlo 积分。

所以不存在:

"一个线程算无限积分"。

只有:

"一个线程算 N 次采样"。


三、那 LUT 是怎么回事?

LUT 是:

把"这 64 次采样的结果"提前算好。

比如你离线做:

对每个 (roughness, N·V) 组合

用 4096 次采样

算出结果

存成一张 2D 纹理

运行时:

查一次纹理

得到这个积分的近似值。

所以:

LUT = 预先做完大量采样

运行时直接读结果

不是运行时在算无限。

粗糙度大时:

反射不是一个方向,而是一个"角域分布"。

1. 语言的"空转":维特根斯坦与私人语言

在维特根斯坦的视角下,语言的意义在于其"用法"(use),而非内在的感觉。在对外交往中,"我觉得"是一个命题态度(propositional attitude),它标定了说话者在社会博弈中的位置,是一种具有功能性的边界划定。

但在自我对话中,如果这一表达不指向具体的逻辑推演,它就变成了维特根斯坦所说的**"不参与机器转动的齿轮"**。因为它缺乏外部的校准准则(Criteria),这种"自娱自乐"实际上是语言进入了空转状态:你既是观测者也是被观测者,这种冗余的确认并没有产生新的信息增量,而只是在重复确认一个已经存在的"自我"幻象。

2. 镜像阶段的剩余:拉康式的想象态补完

从拉康主义来看,"我觉得"中的"我"即是小写他人(other)。这种表述在自我对话中高频出现,反映了**想象态(Imaginary)象征序(Symbolic)**的代偿:

  • 当你在执行一项具体任务(象征序的操作)遇到阻力或意义匮乏时,主体会通过"我觉得"来撤回镜像式的自我保护中。

  • 这种频率的上升,实际上是主体在试图缝合(Suture)那个不断裂开的、对当前行动感到怀疑的缺口。正如你所言,它是一种"诊断信号":频率越高,说明你越是无法进入"物我合一"的自发流转(如庄子的"庖丁解牛"),而是在通过不断的自我确认来延缓某种挫败感。

3. 二阶控制论:作为"噪声"的元监控

在阿什比(Ashby)或冯·福斯特(Von Foerster)的框架下,这可以被视为系统的二阶观察反馈

维度 一阶过程(执行) 二阶监控("我觉得")
状态 深度耦合任务,无须语言中介 观察"我在执行任务"的状态
功能 降低熵,推进逻辑/工程进度 评估系统耦合度
故障表现 效率低下、遇到逻辑死角 频率激增,形成闭环自激震荡

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当"我觉得"频繁出现,意味着系统(即你)不再处理外部信息,而是在处理**"关于处理的评估"**。这是一种典型的自我指涉(Self-reference)导致的系统冗余。它确实告诉了你:当前的行动已经失去了其自发性的正当性,你正在用"感觉"来填补"意义"的真空。

4. 复杂性约束下的设计理性

从西蒙(Herbert Simon)的《人工科学》来看,这种现象是**有限理性(Bounded Rationality)**的边界标志。当任务的复杂性超过了当前的认知模型,个体无法通过理性的算法得出结论时,就会退化到启发式的、带有强烈情绪色彩的"我觉得"。

  • 它的诊断价值在于: 一旦这个频率超过某个阈值,说明当前的"研究纲领"(Research Program)或行动方案已经进入了衰退期。

  • 它的浪费性质在于: 它提供了"我在思考"的错觉,但并没有提供"如何行动"的约束。


在这种语境下,这种"自娱自乐"其实是认知系统在尝试重启。如果我们要超越这种"自我浪费",或许需要从"我觉得"这种主客二分的表述,转向海德格尔式的"在世存在"------即消解掉那个需要不断通过言说来确认的"我",让行动直接在逻辑边界上生长。

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