前言
为了让程序员以外的人理解PBR是什么，本文说明了最基础的内容之一“光”。
根据资料[1] 和 [2]（资料的连接地址在本文末端）物理向正确的Rendering模型是下列因素决定的：
全局照明( Global Illumination ) : 基于图片
Lighting ( Image Based Lighting, IBL )
能量守恒定律( Energy Conservation )
反射度( Reflectivity ) : Diffuse & Specular
微表面( Microsurface ) : 粗糙度 ( Roughness )
菲涅耳定律( Fresnel’s Law ).
金属性( Metalicity ).
可能美术看到上面的内容会崩溃的，而且不善于绘图的程序员刚开始也很难理解。其实PBR需要用一整本书来详细说明其内容。但本文的目的是让美术大概理解PBR，所以不会很深入。
说先，在说明上述内容之前，先了解必要的基础知识.
光是什么
虽然我们都知道光是什么，但是让你解释下什么是光，就不能明确得做出回答。连爱因斯坦也是这么说的：
我会用余生来回顾光是什么这个问题- 1917 年左右
虽然这个问题已经想了50多年，但还是没能找到准确的答案。当然有些人以为自己知道答案，但他们都是在自欺欺人- 1951 年
这里想表达的是，光这东西很难说清楚。光的粒子性和波动性说起来有点深奥，所以在这里就说下波动性和相关内容。
光可以说是电磁波 ( Electromagnetic wave )。电磁波是电磁过程发生的能量。理解成以波动形态散发的能量就可以了。光跟氢原子不一样，不能单个进行计算，由波段不同的多种电磁波组成。
*下面简单说明下波段是什么：
我们知道波浪 ( wave )这个词。这也有“波动”的意思，表现按一定规律震动的形态。波动传播时，媒介不会水平移动，只是上下晃动。
是以下形态。
crest : 最高处
trough : 最低处
波段( Wavelength ) : crest之间或trough之间的距离
震幅( Altitude ) : 震动的中心到crest或trough的距离（长短）
周期( Period ) : 媒介的一个点震动一次使用的时间，crest到crest或trough到trough的时间。
震动数( Frequency ) : 1秒钟震动的次数
另外，波动有横波和纵波，但这里为了容易理解只说明了横波。
图1. 电磁波的spectrum
狭义来说，光是指图片1的可视区域，广义来说光是图片1的全部区域。有很多我们看不到的部分，大家肯定对红外线 ( IR, Infrared Rays )或紫外线 ( UV, Ultra Violet )很熟悉。这种观点的差距会造成光度测定( Photometry )和辐射线测定 ( Radiometry )的差距
光是波段不同的多个电磁波构成的，所以可以用类似于Prism的东西把各个波段分离出来。这是利用折射率会根据波段变动的原理。彩虹也是以这种原理生成的。
图2. 光通过Prism时跟着波段分离的现象
图2上，各个颜色的波段的长度是不一样的。红色波段最长，紫色最短。在这里只要get到光不是单一颜色组成的，而是多个电磁波组成的就可以了。
但是人类怎么会认知到这种光线呢？
我们是怎么看到光的
图3. 眼睛的构造。来自: Encyclopedia Britannica, 1994.
放大眼睛里的视网膜( Retina )就会发现有圆锥细胞( cone cell : blue cone, red cone, green cone )和杆状细胞 ( rod )。 圆锥细胞分辨色彩，杆状细胞分辨明暗。 圆锥细胞可以分辨的色彩是根据感光细胞的种类来定的。图3所示，有三种圆锥细胞，他们的颜色是RGB 。 这就是光的3基色，实际做贴图( texture ) 的时候也会使用到RGB。使用RGB通道不是突然有一天这么定下来的，是跟人的眼睛有关系的。
杆状细胞大概是9000万个，圆锥细胞大概是600万个， 杆状细胞可以分辨弱光，但圆锥细胞只能分辨有一定强度的光线。所以，可以说人的眼睛相比色彩，对明度更敏感。
大部分哺乳类的感光色素比人类少。但是鸟类的感光色素比人类多，还可以看到紫外线。前面说的可视光线是以人的眼睛为基准的可视光线。鸟可以看到更多的颜色， 所以善于捕捉虫子。
图4.人和鸟可分辨的波段比较。
下面是人和鸟可以看到的颜色对比。
图5. 左边两张是人和鸟都能看到的颜色，右边两个是只有鸟可以看到的颜色
图5可以看出，人的眼睛觉得差不多的颜色，鸟看到的可能就区别很大了。黄色的蝴蝶坐在花上面时，人类可能分辨不了，但鸟可以看得很清楚
人类眼睛的圆锥细胞最敏感的区间离绿色很近，所以人类在很远的距离也可以看到绿色。而且圆锥细胞出现了问题会变成色盲。
结语
多种波段的电磁波集合起来就是光，人类只能看到其中可视领域波段的电磁波（可视光线）。 人的眼睛可以看到RGB组合的色彩，这也成为了是我们使用光的3基色的基础。
参考资料
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Physically_based_rendering
[2] https://marmoset.co/posts/basic-theory-of-physically-based-rendering/
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出生在韩国的TA。
1997年开始从事电脑图形视觉化工作后，在这个行业已经有21年经验了。
在多个网络游戏公司引领过美术团队，之前在allegorithmic担任TA负责人，在中国网易盘古工作室担任TA总监，现在是巨人网络TA部门的总负责人。
懒惰的人才有创意”是他坚信并执行的哲学道理。