兰伯特（Lambert）

• 作用：模拟漫反射（Diffuse Reflection）的基本光照模型。用于基础颜色，模拟物体明暗面

• 原理：根据表面法线与光源方向的夹角计算光照强度，夹角越小（光直射表面）越亮，夹角越大（光斜射）越暗。

• 公式：光照强度 = max(0, dot(法线, 光源方向))

• 特点：
• 适用于粗糙、无光泽的表面（如纸张、石头）。
• 光照过渡平滑，但阴影区域可能过于暗黑（如夹角超过90°时直接变黑）。

• 应用：基础材质、布料、非金属物体。

半兰伯特（Half-Lambert）

• 作用：改进兰伯特模型，解决暗部细节丢失的问题。在物体上形成从0-1的明暗过渡（Power为可选项，可以使明暗变化更大）

• 原理：通过数学调整将光照范围从[0,1]扩展到[0.5,1]，使暗部区域仍然保留可见细节。

• 公式：光照强度 = 0.5 * dot(法线, 光源方向) + 0.5

• 特点：
• 暗部不会完全变黑，适合卡通风格或需要柔和过渡的场景。
• 由Valve在《半条命》中提出，常用于游戏角色渲染。

• 应用：低多边形风格（Low Poly）、卡通渲染（Cel Shading）。

兰伯特与半兰伯特蓝图

 

兰伯特

半兰伯特

半兰伯特+Power

菲涅尔（Fresnel）

• 作用：模拟物体表面在不同视角下的反射强度变化。常用于边缘光，可通过更改乘值和指数更改菲涅尔的效果

• 原理：菲涅尔效应指出，当视线与表面夹角越小时（如看向地平线），反射越强；视线垂直表面时，反射最弱。

• 公式：反射强度 = 基础反射值 + (1 - 基础反射值) * pow(1 - dot(视线方向, 法线), 指数)

• 特点：
• 增强真实感，常用于水面、玻璃、金属等材质。
• 可控制边缘高光（如水面边缘更亮）。

• 应用：水面、金属、玻璃、边缘光（Rim Lighting）

Matcap（Material Capture）

• 作用：通过预渲染的环境贴图快速模拟复杂材质效果。

• 原理：将材质的高光、反射、环境光等信息烘焙到一张球形贴图上，根据法线方向直接采样贴图颜色。

• 特点：
• 无需复杂光照计算，性能高效。
• 静态效果优秀，但缺乏动态光照变化。
• 常用于快速预览、插画风格或移动端渲染。

• 应用：角色展示、产品可视化、非真实感渲染（NPR）。

高光（Specular）

• 作用：模拟光滑表面的镜面反射，形成亮斑（高光点）。

• 原理：根据视线方向、光源方向和表面法线计算反射光的集中程度。

• 常见模型：
• Phong模型：基于反射方向与视线方向的夹角。
• Blinn-Phong模型：优化计算，使用半角向量（Halfway Vector）。

• 公式（Blinn-Phong）：高光强度 = pow(max(0, dot(半角向量, 法线)), 光泽度)

• 特点：
• 光泽度（Glossiness）控制高光范围，金属或塑料通常有明显高光。
• 高光颜色可能与光源颜色一致（如金属）或与材质颜色混合（如塑料）。

• 应用：金属、塑料、陶瓷等光滑材质。

展示蓝图和效果并非Blinn-Phone

总结