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基于图像的光照

要在 PlayCanvas 中获得良好的 PBR 效果，可以使用基于图像的光照（IBL）技术，将预先渲染的图像数据作为环境光和反射光的信息源。

此技术依赖立方体贴图，它由形成一个立方体的 6 张纹理（面）组成，完整覆盖周围环境。

HDR​

图像数据可存储为 LDR 或 HDR（高动态范围）。HDR 允许单通道存储超出 0.0 到 1.0（256 级）的值，包括高于被视为“白色”的 1.0 的值。结合伽马校正、色调映射和曝光等环境因素，可以保留更多光照细节，让美术人员更好地控制光照质量和所需结果。

IBL 中 HDR 与 LDR 立方体贴图的对比

注意，LDR 会截断纹理中的明亮部分。

能量守恒​

漫反射与镜面反射均来自照射材质的光，因此两者之和不能超过入射光总量。实际表现为：高度反光的表面只呈现很少的漫反射颜色；反之，漫反射颜色很亮的材质不能反射太多光。

自然界中，光滑表面的反射更清晰，粗糙表面更模糊。原因在于粗糙表面的微小面元更大、更明显，向许多方向反射光，而光滑表面主要向单一方向反射。来自不同方向的光在很小的可见点内求平均后，看起来就模糊，并且由于能量守恒而更暗。PlayCanvas 通过光泽度参数模拟这一行为，对灯光自动生效；但对于 IBL，必须预先计算正确的模糊响应，这就是 Prefilter 按钮的作用。

立方体贴图资源的检查器中提供 Prefilter（预滤波）按钮。使用立方体贴图为物理材质启用 IBL 时，必须进行预滤波。

制作环境贴图​

环境贴图具有多种投影方式，例如等距柱状投影、立方体贴图面列表、方位投影等。WebGL 和 GPU 使用面列表，即表示立方体各面的 6 张纹理。因此，其他投影格式需转换成 6 张纹理。

可以使用多种工具转换投影，其中之一是跨平台开源立方体贴图滤波工具 cmftStudio。

立方体贴图可以通过 CGI 渲染，或由摄影图像拼接，也有网站提供 HDR 环境贴图下载或购买。可用于实验的来源包括 sIBL Archive、No Emotion HDR’s、Open Footage 和 Paul Debevec。环境贴图可能采用等距柱状投影，可用上述 cmftStudio 转换。

渲染立方体贴图​

立方体贴图由 6 个面构成，每个面对应立方体的一侧。简单来说，可以使用方形视口、90 度视野角的相机，分别转向六个正交方向进行渲染。

立方体贴图各面

可使用常见 3D 建模工具，或摄影和 360 度图像软件。应在线性伽马空间中渲染，不进行光照贴图伽马校正章节所述的颜色校正。

3D Studio Max 的此类插件可渲染 VRay 立方体贴图各面，直接上传到 PlayCanvas 编辑器。

应用 IBL​

可以采用两种方式：

  1. 在场景设置中将立方体贴图用作天空盒。
  2. 在材质上直接将立方体贴图用作环境贴图。

各方式为材质提供什么、同时设置时使用哪一个，以及影响结果的设置，参见环境光照。

盒式投影映射​

此技术改变环境贴图的投影，允许在空间中指定盒体，让立方体贴图对应其边界。最常用于模拟房间尺度环境中表面的反射。

材质立方体贴图盒式投影

示例​

这里提供使用立方体贴图盒式投影的示例和项目。注意木地板上的窗户反射、天花板上的细微反射，以及右侧墙上金属 PlayCanvas 标志对房间的反射。这是一种动态效果，可产生非常真实的反射，并让美术人员控制表面如何反射房间环境。

环境盒式投影映射

此场景使用光照贴图、AO 纹理和盒式投影 IBL（反射）实现光照。