2.8 PBR 재질과 조명

2.8.1 물리 기반 렌더링의 목적

PBR은 광원, 표면 재질, 카메라의 관계를 일관된 에너지 모델로 계산해 다양한 조명에서도 그럴듯한 영상을 만든다. 로봇 데이터 생성에서는 단순히 아름다운 이미지를 만드는 것이 아니라 다음을 재현하는 것이 목표다.

• 대상체와 배경의 명암 대비
• specular highlight와 반사
• 카메라 노출과 white balance 변화
• 그림자 경계와 occlusion
• 표면 거칠기와 작은 형상 변화

2.8.2 핵심 파라미터

• Base color/albedo: 조명 효과를 제외한 표면 색의 근사
• Roughness: 미세 표면 법선 분포의 폭; 높을수록 highlight가 넓고 흐리다
• Metallic: 금속/비금속 workflow를 구분하는 파라미터
• Normal map: geometry를 늘리지 않고 미세 법선 변화를 표현

roughness와 friction은 이름이 비슷한 직관을 주지만 서로 다른 모델의 변수다. 시각적으로 거친 표면이 항상 높은 물리 마찰을 갖는 것은 아니다.

2.8.3 Dome, distant, area light

• Dome light: HDR 환경맵 또는 전방위 배경광을 제공한다.
• Distant light: 태양처럼 먼 방향광을 근사한다.
• Rect/Disk/Sphere light: 가까운 면광원/점광원에 가까운 효과를 낸다.

실험에서 광원 종류, intensity, color temperature, pose를 기록한다. 카메라 auto exposure를 켜면 조명 변화가 픽셀 변화로 직접 나타나지 않을 수 있으므로 데이터 생성 목적에 따라 exposure를 고정하거나 메타데이터에 기록한다.