Как обычно используется BRDF?

Question

У меня есть небольшой трассировщик пути, и я пытаюсь понять, как реализовать некоторые базовые BRDF. Вот краткое описание трубопровода я использую (без рекурсии):

1) For each pixel: 
    1.1) For each sample: 
     1.1.1) I construct a path. 
     1.1.2) I calculate the contribution of this path. 
     1.1.3) I calculate the "probability" of this path. 
     1.1.4) Finally, I calculate the overall color value(taking into account number of samples, "probability" and contribution of the path). 
    1.2) Take the sum of all samples' values and write it to the pixel. 

Таким образом, рассчитать направление отраженных лучей на стадии 1.1.1) I construct a path.

На данный момент я реализовал диффузное отражение, зеркальное отражение, глянцевое отражение, преломление. Теперь я хочу реализовать сложный BRDF, скажем, Cook-Torrance BRDF. Я вижу, что он содержит несколько компонентов (диффузное отражение и зеркальное отражение). Как я должен отслеживать эти лучи, чтобы получить комбинацию? Должен ли я выбирать между diffuse_ray/specular_ray случайным образом, а затем накапливать значения (умноженные на некоторые коэффициенты) как обычно? (Например, если случайное значение больше 0,5, то я трассирую диффузный луч, в противном случае - зеркальный). Или я должен отслеживать несколько лучей с каждого перекрестка?

Как обычно это реализуется в физически-рендерерах?

P.S. Если кто-то знает хорошие статьи по этой теме, я был бы рад их видеть. Я пытался читать pbrt, но для меня это кажется очень сложным и огромным. И некоторые вещи реализованы по-разному, например, модель камеры и другие вещи.

Answer 1

Первым шагом может стать позволить вашему BRDF решить, как луч должен отскочить. Если это комбинация нескольких методов, назначьте вероятность в BRDF для каждого метода, а затем выберите BRDF в соответствии с заданными вероятностями.

Например, предположим, что вы хотите BRDF, это сочетание зеркального и рассеянного отражения. Когда вы создаете экземпляр BRDF, вы можете сказать, что хотите 60% зеркальных и 40% диффузных. Затем, когда ваш трассировщик пути запрашивает BRDF для получения направления отраженного луча, BRDF может внутренне вычислять зеркальный луч 60% времени и диффузный луч в 40% случаев.

EDIT - другой, возможно более точный подход заключается в том, чтобы BRDF использовал предоставленные вероятности для создания отраженного направления путем интерполяции между этими двумя методами. В нашем примере выше, при запросе, BRDF вычисляет зеркальный луч и диффузный луч для каждого пересечения и возвращает новый луч, направление которого представляет собой линейную интерполяцию 60% расчетного зеркального луча и 40% расчетного диффузного луча.