使用 glTF 2.0 模型的基于物理的 Vulkan 渲染

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使用 glTF 2.0 模型在 Vulkan 中使用基于图像的照明实现基于物理的渲染示例。照明方程基于 Khronos 的参考 glTF PBR 实现。

模型加载是在 vkglTF：：Model 类中实现的，使用微小的 glTF 库导入 glTF 2.0 文件，因此例如支持 tinyglTF 支持的所有文件格式。此类将 glTF 结构转换为用于设置和渲染的 Vulkan 兼容结构。

vkglTF：：Model 类当前支持以下主要 glTF 2.0 功能：

• 加载任意 glTF 2.0 模型
  • 全节点层次结构
  • 完整的PBR材料支持
    • 金属粗糙度工作流程
    • 镜面反射光泽度工作流程（扩展）
  • 动画
    • 铰接（平移、旋转、缩放）
    • 皮肤
    • 变形目标
  • 支持 Draco 网格压缩（参见说明)

请注意，模型加载器并未完全实现 glTF 2.0 标准的所有方面，因此无法保证所有 glTF 2.0 模型都能正常工作。

支持的扩展：

• KHR_materials_pbrSpecularGlossiness
• KHR_materials_unlit
• KHR_materials_emissive_strength
• KHR_texture_basisu

该存储库仅包含具有静态“损坏头盔”pbr 示例模型的基本场景设置。glTF 2.0 示例模型的官方集合可以在这里找到。

要改为加载不同的场景，请将 glTF 模型文件名指定为命令行参数，例如：

Vulkan-glTF-pbr "PATH-TO-glTF-Sample-Models2.0BrainStemglTFbrainstem.gltf"

在 Windows 上，该应用程序支持拖放。您只需将 或 文件加载到主窗口即可。.gltf.glb

基于物理的渲染模型使用多个源图像作为照明方程。此示例将不依赖离线工具来生成这些纹理贴图，而是在使用 GPU 启动期间生成所有必需的纹理贴图。

此过程根据 pbr 实现中使用的公式生成 2D BRDF 查找表。查找表包含粗糙度和视角的 BRDF 值，并存储为每个组件 16 位浮点纹理，以提供适当的精度。

看VulkanApplication::generateBRDFLUT()

(左：正面环境立方体地图 / 右：正面辐照度立方体地图）

生成一个小的（64 x 64 像素）辐照度立方体贴图，用于存储从周围环境辐射的光。这是针对光照方程的间接漫反射部分进行采样的。

查看目标VulkanApplication::generateCubemaps()IRRADIANCE

(左：正面环境立方体贴图 / 右：正面预过滤立方体贴图）

生成一个预过滤的辐射立方体贴图，该贴图针对光照方程的间接镜面反射部分进行采样，并根据粗糙度存储镜面反射贡献。mip链存储随着关卡计数的增加而增加的粗糙度值，并在渲染对象时进行相应的采样。

从左粗糙度 = 0.0 到右粗糙度 = 1.0 的完整 mip 链：

(注意：缩小/放大至相同尺寸以进行可视化）

查看目标VulkanApplication::generateCubemaps()PREFILTEREDENV

此存储库包含一些外部依赖项的子模块，因此在执行全新克隆时，您需要递归克隆：

git clone --recursive https://github.com/SaschaWillems/Vulkan-glTF-PBR.git

手动更新子模块：

git submodule init
git submodule update

该存储库包含使用支持 C++14 的 C++ 编译器在 Windows、Linux 和 Android 上编译和构建示例所需的一切。包括所有必需的依赖项。

将提供的CMakeLists.txt与 CMake 一起使用，为您最喜欢的 IDE 或编译器生成构建配置，例如：

窗户：

cmake -G "Visual Studio 14 2015 Win64"

Linux：

cmake .
make

• Android Studio Jellyfish（2023.3.1）或更高版本
• 安卓NDK

• 在 Android Studio 中，选择Import project
• 选择存储库的子文件夹android
• 导入完成后，可以从 Android Studio 构建、运行和调试项目

注意：Android SDK API 版本设置为 33 （Android 13）。

为了启用对加载 Draco 压缩 glTF 文件的支持，您需要：

• 根据其构建说明克隆和构建 https://github.com/google/draco
• 将 Draco 解码器库复制到dracodec.liblibsdraco
• 将文件夹内容复制到 中，确保 也存在srcexternaldracodraco_features.h
• 如果一切就绪，运行 CMake 将输出，加载 Draco 压缩网格体将开箱即用Draco mesh compression enabled

• glTF格式规范
• glTF V2.0 示例模型
• 微型 glTF 库