【技术美术】双向反射分布函数
在光的物理中，除了如辐射率、菲涅尔、几何遮蔽等现象，双向反射也是其中一种，因此接下来要学习反射现象对光照强度的影响。反射对光的衰减是一种线性变化，所以直接考虑计算最终的系数即可。
漫反射系数
漫反射因为多次反弹的缘故，其入射信息颜色等都大幅丢失，所以其表现效果均匀柔和，而且计算方法也变的非常简单。
不过根据能量守恒，除非是发生了遮蔽，不然入射光和出射光强度应该是相同的，尤其是漫射这种又不考虑观察角度，反射方向的情况（方向信息在多次反弹中失去了意义），所以漫反射应该不会削减光照强度，故始终 \(y=x\)。
但除了PBR外，大部分经验模型依旧对漫射光进行了衰减计算。当然，这部分衰减计算在PBR中也是有的，但其本质不是因为漫射而产生，而是因为入射光的截面积和接收光的表面积是不一定对等的，根据能量守恒，光的能量就会被表面积均分（上文辐射率和辐照率的关系）。故PBR中，漫射系数始终为1，只有经验光照模型中可以考虑下方的计算方法。
Lambert
经典漫射光照，哪怕如今的PBR也仍在使用。
float diffuseTerm = saturate(dot(n,l));
Half-Lambert
能额外模拟环境光和此表面散射，因此得到的光效柔和阴影过渡自然，在一些特殊光效场景中经常被使用
float b：亮度（brightness）。影响背光面亮度，越低越暗，越高越亮。也可以看成是lambert到half-lambert的比例，为0时为lambert，为0.5时是标准的half-lambert。
float diffuseTerm = saturate(dot(n,l) * (1-b) + b);
镜射系数
Phong
最早期的镜射光实现，使用最直观的方式计算。
float s：光泽度（shininess）。越大光斑越小。float b：亮度（brightness）。越大光斑越亮。
float specularTerm = pow(saturate(dot(reflect(-v,n),l)), s) * b;
Blinn-Phong
改进版的Phong，采用一种称为半角向量（h）的参数进行计算（这也是半角向量的龙兴之地），开销更小，掠角观察光斑依旧圆润。
float3 h = normalize(v + l);
float specularTerm = pow(saturate(dot(h,n)), s) * b;
GGX
同样采用半角向量进行计算，并省去“光泽度”和“亮度”，改用一种更加先进基于01范围的光滑度或粗糙度来控制（两者可以相互转化），其光斑效果更加真实可控。
float roughness2 = roughness * roughness;
float specularTerm = roughness2 / pow(1.0001f + (roughness2 - 1) * pow(saturate(dot(h, n)), 2), 2)
该公式有如下特点：
- 粗糙度越大时，视角权重越小，光斑越分散；
- 分子分母都受粗糙度权重影响，但分母的变化速度约等于分子的平方，故粗糙度较小时，其强度成指数变大。
结果就是该高光是可以满足能量守恒的，其光斑越大亮度越低，光斑越小时亮度越高。
PBR Blinn-Phong
由于 PBR 太出名了，导致很多地方的材质属性都改成了基于粗糙度（或光滑度），相比之下，光泽度和亮度就显得很落后了。于是一种基于0-1粗糙度的 Blinn-Phong 出现了，而且其效果特意实现的与 GGX 等 PBR 镜射光接近，因此可以自由替换，同时不影响 PBR 效果。
float specularTerm = (1 / roughness2) * pow(saturate(dot(h, n)), max(2 / roughness2 - 2, 0.0001));
观察其构成可以发现，其依然是由一个系数项和一个次数项组成，实际上他们就是亮度和光泽度的升级改装，现在一个粗糙度就可以通吃了各种光照了。
有了 GGX 为什么还要 Blinn-Phong？虽然 Blinn-Phng 可能没有 GGX 那样物理正确，但其优点在于易于改造，也因此兼容性强。其中的基数部分可以任意替换成其他内容还依旧可用。例如著名的头发高光，kk模型，就是把 Blinn-Phong 中的法线计算项换成了切线计算，结果依旧可用。这种兼容性，对 PBR Blinn-Phong 同样有效，所以 Blinn 模型并没有过时，其依然是各种特殊光照场景下的全能选手。