光线追踪 - 法线贴图非法反弹

Question

我目前正在编写一个基于物理的光线追踪器，我正在尝试实现法线贴图。 问题是法线贴图会导致“怪异”的几何形状，以至于反射会表现得非常奇怪。例如在下面的场景中，其中 n 表示该点的贴图法线，光线在物体的几何体内部反弹，因此光线丢失。

我不确定如何以一种有意义的方式处理这个问题，有许多不同的 BSDF，我似乎无法找到一个解决方案，这对所有人都有效......

我尝试实现法线贴图，但我在掠射角周围出现了奇怪的行为。例如：

最上面的砖的顶部很黑，应该不是这样的

有人知道如何处理这个吗？

Answer 1

这是一个有趣的问题，因为法线贴图是物理表面的近似值，没有微小的几何体来完全指定它。

这意味着没有“物理上正确”的解决方案，但仍然有比将像素着色为黑色更好的方法来处理它。例如，可以想象，如果光线照射到一块悬垂几何体上，该几何体将其向内指向物体，随着光线越来越接近理论悬垂下方的材料，光线将第二次与同一表面相交。

一些实现通过在几何法线（与几何表面相切）的 90 度标记处再次镜像来近似此。反射试图越过 90，它就越指向几何法线。这在某种程度上模拟了双弹跳。

但与这里的所有解决方案一样，这只是一个近似值。在真实的物理情况下，法线朝向错误方向的那部分几何体会被更近的几何体块遮挡，但我们不知道那块几何体在哪里，因为它已被展平为法线贴图。因此，我们会尽力利用可用数据。