GLSL PBS 实现，奇怪的着色器行为

Posted 2023-02-16

【中文标题】GLSL PBS 实现，奇怪的着色器行为

【英文标题】：GLSL PBS implementation, weird shader behaviour

【发布时间】：2015-08-18 09:40:53

【问题描述】：

我正在使用 Cook-Torrance 镜面反射 BRDF + Disney 的漫反射 BRDF 光模型，如果单独应用，它们可以正常工作。不幸的是，如果我尝试将它们结合起来，就会发生一些奇怪的事情： 漫反射光照贴图如下所示： 镜面光照贴图（注意地形边缘的伪影）：

生成的光照贴图是这样计算的：

float result = Fr + Fd;

其中 Fd 是漫反射 BRDF 组件，Fr 是镜面反射 BRDF 组件。

为什么它会在生成的光照贴图上出现这样的伪影？

我在想产生的光强度超出范围 [0;1]，检查我是否修改了代码如下：

return result <= 1.0 ? result : 1.0;

生成的光照贴图：

如您所见，现在所有伪影的强度都为 1.0（它们显然超出 [0;1] 范围），但如果高光贴图包含零，为什么还会出现这种情况？

完整的着色器代码：Pastebin

【问题讨论】：

似乎很难解释。只有一次我从着色器中看到过这样的奇怪结果，它是由一些未定义的数学引起的，这些数学导致 NaN 以奇怪的方式传播和破坏东西。也许看看所有的 pow 函数，并确保第一个参数不能为负数，方法是临时修改 abs/max/saturate 或所有这些函数（线 pow( pow(dotNH, 2.0) * (m_alpha - 1.0) + 1.0 , 2.0));例如可能有负数）。如果没有得到它，我会尝试简化

@Columbo 谢谢。 N和L的点积为0，除以零误差。我添加了 abs 函数作为修补程序。

【参考方案1】：

正如@Columbo 提到的，这是 NaN 异常（引发除以零的原因），这导致了奇怪的着色器行为。我稍微修改了代码：

float F_Schlick (in float f0, in float f90, in float u)

    return f0 + ( f90 - f0 ) * pow(clamp(1.0 - u, 0.0, 1.0), 5.0); //line 34

点积应该大于零：

float dotNV = abs(dot(N, V));
float dotNL = abs(dot(N, L));

The final shader code