【基于物理的渲染（3）】基于图片的渲染

上述 CookTorrance 公式中还缺少环境光的处理，在 PBR 中环境光是用 IBL 实现的。

IBL 中由于光来自一个完整的球面，因此需要对球面积分计算，但这样工作量太大了。考虑到物体表面受到的环境光不会改变，因此可以提前预处理，将部分光照提前计算存放到环境贴图中。因此对于间接光，不能直接使用直接光的反射率方程。

在Unity中：预计算的漫射光使用SH存储；镜射光使用立方体纹理存储，并根据不同粗糙度存储了多份放在了mipmap中。

漫射光最简单，从SH中取出的就是辐射率，直接乘上漫射的反射率即可。镜射光则需要根据不同的粗糙度采样不同mipmap的立方体贴图来获得进行一定处理后的辐射率，然后乘上反射衰减和高光颜色（反射光）。

float3 GlobalIlluminationDiffuse_Unity(float3 n, float3 diffuse)
{
    half3 radiance = SampleSH(n);

    return diffuse * radiance;
}

float3 GlobalIlluminationSpecular_Unity(float3 n, float3 v, float3 specular, float metallic, float smoothness)
{
    float perceptualRoughness = 1 - smoothness;
    float roughness = max(pow(1 - smoothness, 2),HALF_MIN_SQRT);
    float roughness2 = roughness * roughness;

    float3 radiance = GlossyEnvironmentReflection(reflect(-v, n), perceptualRoughness, 1);

    //反射衰减（确保能量守恒）
    float surfaceReduction = 1.0 / (roughness2 + 1.0);

    //镜射光反射率
    float fresnel = Pow4(1.0 - saturate(dot(n, v))); //菲涅尔效应导致光全反射
    float ks = lerp(0.04, 1, metallic); //镜射率
    float3 finalSpecular = lerp(specular, saturate(ks + smoothness), fresnel);

    return finalSpecular * radiance * surfaceReduction;
}
HLSL