BRDF 模型
BRDF 简介
Octane 材质允许选择特定的 BRDF 模型，以最佳匹配在 Octane 中所需的材质类型。各模型功能如下所述：
漫反射（不透明）BRDF 类型
Octane
这是 3.07 版本前 Octane 的默认 BRDF 模型。虽不够精确，但能制造醒目的玻璃效果。Lambertian
适合简单的哑光和漫反射表面。不考虑次表面散射或变化的粗糙度。更复杂表面推荐 Oren-Nayar。Oren-Nayar
定向微表面漫反射模型，是 Lambertian 的扩展，适合粗糙混合的漫反射表面（如混凝土、织物等）。支持定向散射和微表面间的光反弹，适合粘土、沙子、粗糙木材和混凝土。渲染速度略慢，但功能更强。
反射和透射 BRDF 类型
Octane
同上，为老版默认模型，虽不够精确，却能渲染引人注目的玻璃效果。Beckmann
常用于 PBR 渲染，能产生逼真的高光与反射。与 Ward 和 GGX 一样，基于微表面理论。采用Fresnel方法计算镜面反射分量。适用于抛光金属（如钢、铝）、光泽表面（如汽车漆、清漆木材）、以及光滑介电材料（如塑料、陶瓷、玻璃）。GGX 和 GGX Energy Preserving
同样属于微表面模型，对粗糙表面比 Beckmann 表现更好，能真实再现宽高光和高粗糙度。GGX 是能量守恒模型（特别是选择 GGX Energy Preserving 时），防止反射光能大于入射光。GGX Energy Preserving 模型采用多重散射，避免高粗糙表面异常变暗。适合作为金属、粗糙塑料及光泽表面的通用 BRDF。STD
使用统计建模模拟表面的微表面分布（法线分布函数），适用于粗糙、多孔表面，如粗糙金属、玻璃和石头。极端粗糙度时优于 Beckmann 和 GGX。也支持Fresnel效果，并实现能量守恒。Ward
实现各向异性反射，适用于缎子、天鹅绒、头发和拉丝金属等各向异性材质，同时具有能量守恒特性。仅适用于 Glossy Material 和 Metallic Material。
BRDF 技术细节
提示：非技术人员可跳过本节，以下为 BRDF 背景知识，仅供参考。
BRDF 是“双向反射分布函数”（Bidirectional Reflectance Distribution Function）的缩写，用于描述光在不透明表面上的反射规律。查找 “BRDF” 可见如下图示：
或：
这些图形也可用下列数学公式表示：
BRDF 的组成部分
更详细地说，BRDF 是一个函数，定义为表面上某点 x 处反射光（辐射能量）与入射光（辐照能量）的比率。
BRDF 专注于反射光的方向分布，不考虑表面内部吸收的光，遵循基本物理定律。
能量守恒
任何系统中，所有方向的总反射光能不能超过总入射光能。
Octane 2021 引入了 Energy Preserving GGX BRDF，可在各材质类型中选择，有效改善高粗糙度材质下的能量守恒，提升表面反射真实性。更多内容，详见能量守恒说明。
非负性
由于能量守恒，反射值须在 0～1 之间，反射光（辐射能量）与入射光（辐照能量）的比值要求在该范围，与余弦项结合后 BRDF 理论上范围为 0 到无穷大，但实际物理量不会为负。
互易性
又称 Helmholtz 互易律：当入射和出射（视图）方向交换时，BRDF 值需保持不变。即光的反向路径与正向路径下，BRDF 相同。
微表面理论
微表面理论用于模拟真实表面的微观粗糙度和不完美性，并与“阴影”和“遮罩”等遮挡方法结合。现实的 BRDF 视表面为凹凸微面（microfacet）的组合，遮罩和阴影参与了光的分布：
- 遮罩：光被一个微表面反射后，其反射路径被另一个微表面阻挡；
- 阴影：光在到达微表面之前被其它微表面遮挡。
Fresnel 效果
BRDF 包含 Fresnel 方程，用于描述不同观察角度及表面 IOR（折射率）下的反射强度变化。例如正视表面时反射微弱，掠射角下反射增强。
各向同性与各向异性 BRDF
- 各向同性：当光线与视线方向固定，表面围绕法线旋转时，反射特性不变。典型材质如金属、塑料、油漆表面。
- 各向异性：围绕法线旋转表面会改变反射特性。例如金属刷、抛光金属、头发、毛皮、天鹅绒、木材。