Lahat ng kailangan mong malaman tungkol sa physically based rendering.

Para sa mga texture artist, mahalagang maunawaan kung paano nag-i-interact ang mga sinag ng ilaw sa surface matter dahil kailangang gumawa ng mga texture na tumutukoy sa isang surface. Ang mga texture at material na gagawin mo ay nag-i-interact sa ilaw sa mga virtual na mundo. Kapag mas nauunawaan mo kung paano kumikilos ang ilaw, mas maganda ang magiging hitsura ng mga texture mo. 

Ang physically based rendering (PBR), na minsang kilala bilang physically based shading (PBS), ay isang paraan ng pag-shade at pag-render na nagbibigay ng mas tumpak na representasyon ng kung paano nag-i-interact ang ilaw sa mga property ng material. Depende sa aspeto ng workflow ng 3D modeling na tinatalakay, ang PBS ay karaniwang partikular sa mga konsepto ng pag-shade habang ang PBR ay tumutukoy sa pag-render at lighting. Tumutukoy ang dalawang salita sa proseso ng pagpapakita ng mga asset sa paraang naaayon sa aktwal na pangyayari.

Gumagamit ka man ng real-time na system ng pag-render sa computer graphics o paggawa ng 3D film, papadaliin ng paggamit ng isang physically based rendering na paraan ng pag-shade ang workflow mo. 

• Mga asset na mukhang makatotohanan. Sa PBR, hindi na kailangang manghula pagdating sa pag-author ng mga attribute ng surface gaya ng transparency dahil ang pamamaraan at mga algorithm nito ay nakabatay sa mga formula na naaayon sa aktwal na pangyayari at maitutulad sa mga material sa tunay na mundo.
• Mga cohesive na environment. Anuman ang lighting system na gagamitin, palaging gagana sa isang PBR environment ang iba pang asset.
• Sustainable na workflow. Ang PBR ay isang workflow na ginagamit ng karamihan para sa paggawa ng consistent na artwork, kahit ng magkakaibang artist. “Pinapaikli nito ang produksyon,” sabi ni Wes McDermott, creative producer sa Adobe, kaya “mas mapagtutuunan mo ang pagkamalikhain ng ginagawa mo kaysa sa pamamaraan at proseso ng ginagawa mo.” 

Kapag gumagawa sa workflow ng PBR, dapat tandaan ng artist ang batayang reflectivity, o ang pinakakaunting kulay at ilaw na nare-reflect.

Ang “specular reflection” ay tumutukoy sa ilaw na na-reflect sa surface. Ang sinag ng ilaw ay nare-reflect mula sa surface at dumadaan ito sa ibang direksyon. Sinusunod nito ang law of reflection, na nagsasaad na sa isang perpektong planar surface, ang angle of reflection ay katumbas ng angle of incidence.

Gayunpaman, ang karamihan ng surface ay hindi pantay, at ang direksyon ng pag-reflect ay mag-iiba batay sa gaspang ng surface. Babaguhin nito ang direksyon ng ilaw, pero mananatiling constant ang tindi ng ilaw.

Ang mga mas magaspang na surface ay magkakaroon ng mga highlight na mas malaki at mukhang mas madilim. Sa mga makinis na surface, malinaw na makikita ang mga specular reflection, at magmumukhang mas maliwanag ang mga ito kapag tiningnan mula sa tamang angle.

Ang mga salitang diffusion, diffuse light, o subsurface scattering ay tumutukoy sa epekto ng ilaw na na-absorb o na-scatter sa loob. Kapag na-scatter ang ilaw, ang direksyon ng sinag ay random na nagbabago, at ang tindi ng pagkakaiba ng direksyon ay nakadepende sa gaspang ng surface ng material, dahil sina-scatter ng magagaspang na surface ang ilaw. Ginagawang random ng scattering ang direksyon ng ilaw pero hindi ang tindi nito. May mga pagkakataong lalabas ulit sa surface ang na-scatter na ilaw, kaya makikita na ito ulit.

Ang mga material na may mataas na pag-scatter at mababang pag-absorb ay minsang tinatawag na participating media o mga translucent material. Ang mga halimbawa nito ay usok, gatas, balat, jade, at marble.

Kapag dumaraan sa isang translucent material, pwedeng ma-absorb o ma-scatter ang ilaw. Kapag na-absorb ang ilaw, ang tindi ng ilaw ay humihina habang nagiging ibang anyo ng enerhiya ito, gaya ng init. Ang mga pagbabago ng kulay na ito ay nakadepende sa wavelength, pero hindi magbabago ang direksyon ng sinag.

Kung walang pag-scatter at mababa ang pag-absorb, pwedeng lumusot sa surface ang mga sinag, gaya ng sa glass. Ipagpalagay na lumalangoy ka sa malinis na pool. Pwede mong buksan ang mga mata mo at makakakita ka sa malinaw na tubig. Gayunpaman, kung medyo marumi ang pool na iyon, isa-scatter ng mga particle ng dumi ang ilaw, kaya lalabo ang tubig at wala ka masyadong makikita.

Kapag mas malayo ang nadadaanan ng ilaw sa ganoong material, mas naa-absorb at/o nasa-scatter ito. Kaya may pangunahing papel ang kakapalan ng bagay sa kung gaano naa-absorb o nasa-scatter ang ilaw.

Ang Fresnel Effect, na naobserbahan ng French physicist na si Augustin-Jean Fresnel at nabanggit ng graphics professor na si Wenzel Jakob, ay nagsasaad na ang dami ng ilaw na nare-reflect mula sa isang surface ay nakadepende sa angle ng pagtingin kung saan ito tinitingnan.

Muli, isipin ang isang pool ng tubig. Kung tumingin ka pababa, nang perpendicular sa surface, matatanaw mo ang ilalim. Kapag tiningnan mo ang surface sa ganitong paraan, sa zero degrees o normal incidence mo ito tinitingnan, kung saan ang normal ay tumutukoy sa normal ng surface. Kung tumingin ka sa pool ng tubig sa isang grazing incidence, na mas parallel sa surface, makikita mo ang mga specular reflection sa surface ng tubig na nagiging mas matindi, at pwedeng hindi mo makita ang nasa ibaba ng surface.

Habang patuloy kang gumagamit ng mga texture, gugustuhin mong palawakin ang kaalaman mo tungkol sa mga pangunahing konseptong ito ng 3D lighting. Papalalimin ng mga ito ang pag-unawa mo sa kung paano gumagana ang PBR sa teknikal na paraan at matutulungan ka rin nitong mapahalagahan ito sa masining na paraan. “Marami itong ginagawa para sa iyo,” dagdag ni McDermott, na madalas na gumagamit ng PBR na pamamaraan. “Mas makakapaglaan ako ng oras sa paging creative at paggawa ng mga bagay na cool tingnan.”

Para sa higit pang impormasyon sa PBR, tingnan ang The PBR Guide na isinulat ni Wes McDermott at na-publish ng Allegorithmic.