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先算两个粗糙度
主要是整个函数
内部是行业通用的：
void GetAnisotropicRoughness(float m, float Anisotropy, out float ax, out float ay) {
ax = max(m * (1.0 + Anisotropy), 0.001); // 切线X方向的粗糙度：Anisotropy越大，ax越小（越光滑）
ay = max(m * (1.0 - Anisotropy), 0.001); // 副切线Y方向的粗糙度：Anisotropy越大，ay越大（越粗糙）
}
- 当
Anisotropy=1.0时，ax 最小（X 方向最光滑）、ay 最大（Y 方向最粗糙）→ 主 Lobe（X 方向）的高光最细长；
- 当
Anisotropy=0.0时，ax=ay=m → 退化为各向同性高光（圆形）。
- 当
Anisotropy=-1.0时，则粗糙度方向变成和Anisotropy=1.0相反。
各向异性D
在直接光高光的计算中，我们使用各向异性版本的D
// [Burley 2012, "Physically-Based Shading at Disney"]
float D_GGXAniso(float ax, float ay, float NoH, float XoH, float YoH)
{
float a2 = ax * ay;
float3 V = float3(ay * XoH, ax * YoH, a2 * NoH);
float S = max(dot(V, V),0.01);
return a2 * Square(a2 / S);
}
那么这个函数和普通的D有什么不同呢？
我们先看普通D的公式：
可见：只关注 H 与法线的夹角。这是个概论版本的bphone高光
再看各向异性版本：
当然，这个函数是公式的简化性能版
通过向量化消除昂贵除法
各向异性vis
核心作用是计算 “光线（L）和视线（V）能同时到达微面的概率”—— 概率越高（Vis 值越大），高光越亮（因为微面没被其他微面遮挡
我们来看两版本，都是分别计算两个V 和 V
各向同性版本
float Vis_SmithJointApprox(float a, float NoV, float NoL)
{
float Vis_SmithV = NoL * (NoV * (1.0f - a) + a);
float Vis_SmithL = NoV * (NoL * (1.0f - a) + a);
float t = 1.0f / max((Vis_SmithV + Vis_SmithL), 0.001f);
return 0.5f * t;
}
各向异性版本
//Anisotropic Vis
float Vis_SmithJointAniso(half ax, half ay, float NoV, float NoL, float XoV, float XoL, float YoV, float YoL)
{
float Vis_SmithV = NoL * length(float3(ax * XoV, ay * YoV, NoV));
float Vis_SmithL = NoV * length(float3(ax * XoL, ay * YoL, NoL));
float t = 1.0f / max((Vis_SmithV + Vis_SmithL), 0.001f);
return 0.5f * t;
}
- 输入参数：除了
NoV/NoL，还需要： XoV/XoL：视线 / 光线与切线 X 的点积（沿 X 方向的倾斜分量）；YoV/YoL：视线 / 光线与副切线 Y 的点积（沿 Y 方向的倾斜分量）；ax/ay：X/Y 方向的粗糙度（控制两个方向的遮挡程度）；
- 遮挡项计算：构造 3D 向量
(ax*XoV, ay*YoV, NoV)—— 其中： - X 分量：
ax*XoV表示 “沿 X 方向的倾斜被 ax 缩放”（ax 越小，X 方向的倾斜对遮挡的影响越弱）； - Y 分量：
ay*YoV表示 “沿 Y 方向的倾斜被 ay 缩放”（ay 越小，Y 方向的倾斜对遮挡的影响越弱）； - Z 分量：
NoV表示 “与法线的夹角”（基础项）；向量的length（模长）本质是 “综合 X/Y/Z 方向倾斜的总遮挡因子”—— 模长越大，遮挡越弱（Vis_SmithV 越大，总 Vis 值越大）；
具体原理：
相当于把概论问题转化为计算三维向量的模长，向量的三个分量对应 “切线空间中视线方向的各向异性投影”
真实的各向异性材质（如丝绸）中，微面沿某个方向（如 X 方向）排列更整齐，因此：
- 沿 X 方向（
aₓ小）：微面遮挡少，视线更容易 “穿透” 微面间隙，对应 “aₓ XoV项的权重低”（即使 XoV 大，缩放后数值小，对模长影响弱）；
- 沿 Y 方向（
aᵧ大）：微面遮挡多，视线更难穿透，对应 “aᵧ YoV项的权重高”（YoV 稍大，缩放后数值大，对模长影响强）；
- 法线方向（
NoV）：是 “基础遮挡项”，无论各向异性如何，法线方向的遮挡都起作用。
最终，这个模长的大小直接反映 “视线被微面遮挡的概率”—— 模长越大，遮挡越少，可见性越高（高光越亮）；模长越小，遮挡越多，可见性越低（高光越暗）。