PBR与NPR

PBR（Physically Based Rendering，基于物理的渲染）是一种通过模拟光线与材质的物理交互来实现逼真图形效果的计算机图形学技术。以下是其核心要点：

  1. 物理基础
    PBR基于真实物理规律，通过微表面理论、能量守恒和菲涅尔效应等原理，精确模拟光线在材质表面的反射、散射和吸收行为。例如：

    • 微表面理论：认为物体表面由微小凹凸组成，粗糙度越高，反射越分散；
    • 能量守恒：反射光的总能量不超过入射光，确保高光与漫反射的平衡；
    • 菲涅尔效应：反射强度随观察角度变化（如水面近处透明、远处反光）。

  2. 材质属性
    PBR通过一组标准化参数描述材质：

    • 基础颜色（Albedo）：材质的固有颜色；
    • 金属度（Metallic）：0（非金属）到1（金属）的反射特性；
    • 粗糙度（Roughness）：0（镜面光滑）到1（完全漫反射）的表面状态；
    • 法线贴图：模拟微观表面细节。

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NPR（Non-Photorealistic Rendering，非真实感渲染）是一种模拟艺术风格或创新视觉效果的计算机图形学技术，与追求真实感的传统渲染（如PBR）形成鲜明对比。以下是其核心特征与技术实现：

  1. 艺术风格模拟
    NPR旨在通过算法模拟绘画、素描、水墨、卡通等艺术效果，例如：

    • 卡通渲染（Cel Shading）：如《原神》《塞尔达传说》中的色块化阴影与轮廓线；
    • 素描与水彩：通过双边滤波和FDOG滤波器生成铅笔纹理或水彩扩散效果；
    • 水墨风格：结合纹理调色板与轮廓线强化，模拟国画意境。

  2. 功能性表达
    在工程图纸、医学插图中，NPR通过简化细节突出关键结构，例如用硬阴影和轮廓线强化机械部件的层次感。

三渲二就属于属于非真实感渲染的一种具体应用风格，其核心是通过3D技术建模后，以平面化渲染手法模拟2D手绘的美学效果。

三渲二中实现日本二次元画风的一些特点

日本二次元画风在“三渲二”技术中的特点，体现了对传统手绘美学的继承与三维技术创新的融合。其核心特征可分为以下五个维度：

一、平面化色块与硬边阴影

二、轮廓线强化与线条艺术

三、动态表现与抽帧处理

四、材质与贴图的手绘质感

五、表情系统的“超现实”处理