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Physically Based Rendering

Physically based rendering viewer

Physically based rendering is becoming the new standard for materials. It was already used a lot in AAA productions, and it’s now in Unreal Engine, Cry Engine and Unity.

As a graphic programmer I’ve read a lot of papers and seen lots of presentation on that topic, but I never had the chance to try it. That’s why I made a small software, to be able to experiment both on a code and data point of view.

You can try it here: PBRViewer .

The viewer is easy to use, you move the camera with the mouse and the keyboard (using ZQSDAE or WASDQE) and the mouse. SHIFT allows you to move faster.

I can use data form textures, or use the sliders to set my own values. It’s very usefull, because it allowed me to see the real impact of each parameters.

Textures must be placed in the folder Models/Materials/0 , with the “Albedo.tga”, “Normal.tga” etc, and will be updated in the viewer automatically. The current textures are the results of my tests with Substance Designer, ie. add node at random and export. Results will be better with real textures.

I didn’t test it on a non programmer pc, so it may require some redistribuables, such as visual studio redistribuable or directX redistribuable.

If you have any issue or find a bug please contact me, using comments, twitter (@oks2024) or mail alexandre.pestana (at) supinfo.com. Also, as I said, I made this in order to discover and learn physically based shading. So if you see something strange or wrong I’d be happy to hear from you.

I used informations I gathered on internet, mainly:

  • Sébastien Lagarde’s blog:

http://seblagarde.wordpress.com/

Sebastien Lagarde shared a lot of informations on how they implemented physically based rendering in Remember Me. It’s a must read since it cover the subject from implementation to asset creation. http://seblagarde.wordpress.com/

  • Brian Karis’s blog :

http://graphicrants.blogspot.ca/2013/08/specular-brdf-reference.html

While implementing PBR in UE4 he tried many options for the specular BRDF and shared them. It’s very usefull, and I plan to implement them all, and to be able to switch from one to another to view the impact.

  • Stephen Hill’s blog:

http://blog.selfshadow.com/publications/s2012-shading-course/

http://blog.selfshadow.com/publications/s2013-shading-course/

The pages on the siggraph PBR courses are full of informations, if you want more informations on PBR, go read them all !

I also used informations in books such as “Real Time Rendering “or, of course “Physically Based Rendering”.

The cube map comes from Emil Persson (aka Humus) wondefull texture library : http://www.humus.name/index.php?page=Textures&&start=0

And now here some screenshots of different presets:

Physically Based Rendering

Glossy dielectric

Physically Based Rendering

A semi glossy copper like metal

Physically Based Rendering

Yes, my textures are ugly.

Physically Based Rendering

Physically Based Rendering

Physically Based Rendering 7

Black rough plastic

 

GPU Particles

English version is coming soon !

Une première vidéo pour montrer et expliquer le fonctionnement de base de mon moteur de particules.

Tous les calculs de mise à jour, physique et collisions s’exécutent sur le GPU, ce qui permet d’avoir de bonnes performances pour un grand nombre de particules (ici 1 000 000 de particules, locké à 30 fps pour les besoin de l’enregistrement).

Toutes les informations dynamiques des particules (position X et Y dans les canaux RG et velocité X et Y dans les canaux BA) sont stockées dans une texture (ici 1024×1024) Chaque particule est identifié par un ensemble de trois vertices. A la place de leur position est stocké une coordonnée de texture, qui permet de retrouvé les informations dans la texture contenant les données.

La mise à jour se déroule en deux temps. Tout d’abord il y a une phase de mise à jour de la physique. En dessinant un quad fullscreen, pour chaque pixel de la texture de données on extrait les informations de la frame précédente afin d’en déduire celles de la frame courante, en fonction de la gravité, des collisions, des forces externes, etc. Ensuite vient la phase d’affichage. On envoie à la carte les vertices représentant chaque particule, et dans le vertex shader, grâce au Vertex Texture Fetching et aux UVs, on retrouve la position réelle ce qui permet d’afficher un triangle au bon endroit.

On peut voir dans la vidéo l’influence d’une force d’attraction contrôlée par la souris et celle de la gravité. Il n’y a de collisions qu’avec le bord de l’écran. La couleur des particules peut être soit fixe, soit influencée par leur vélocité. On voit aussi un post process qui dessine une couleur en fonction de la densité des particules, donnant un aspect “fluide”.

Dans la prochaine vidéo je montrerai les collisions avec des objets dynamiques, ainsi que l’utilisation de flowmaps pour influencer le mouvement de toutes les particules.

Le code source est disponible sur github.

Le setup du projet est téléchargeable ici.