How to make it realistic? ...
Preword
Why some 90's 3D game and CG movie looks dull or very plastical? I'm trying to find answer from these papers.
Rearch Notes
关于材质方面的渲染，首先需要反应的是材质和光线的作用，通常，就反射来说比较简单的模型是BRDF，光线就有简单的点光源到环境光，环境光远比点光源复杂，为此在闲暇之余阅读了数篇文章，寻找解决方案。下面的描述不会加以区分那个scale下的BRDF：
如何更“准确”的建模材质，无论从物理还是经验数据，都是挑战。
主要来说分2种，物理理论，经验数据型。物理研究的是基于物理理论推导了，经验是根据已知经验做一个假设的模型，是根据想象力和创造力了，数据根据前面的模型研究如何压缩高效的复合实际数据。其实分类并不重要，这些人的思路才是创造的源泉。
Blinn-Phong无额外参数可控，仅限塑料，缺乏补偿Lewis，他提出经验的模型需要physical plausible，并验证了几个熟知的模型。简单而受人爱戴。
Sillion提出由spherical harmonics来近似anisotropic BRDF，待读。
Poulin提出了表面anisotropic看作圆柱形成（介于displacement与torrance类模型之间的微观表面），分析后用Chebyshev来帮助积分，目前不适合实时。
Bank给出了一些基于几何的简单模型，包括了anisotropic，甚至皮毛，该论文语言晦涩：(，不能调整参数改变，但非常适合实时应用，待读。
Ward结合经验和物理的方法，给出了一个anisotropic的模型，扩展Cook的Gaussian表面分布为2维，参数可以很好的度量，有2个参数。
Schlick总结之前的几种模型，得出一个更general的经验模型，而且physical plausible，，涵盖之前模型，还能包括SS，heterogeneous的材质，且参数很人性化。此外他还在另一篇文章中总结了2大BRDF：经验型和物理型，值得一看。
Lafortune基于cosine lobe为BRDF给出了一个广泛的矩阵表达式，根据数据量体裁衣，以矩阵作为吸引元素。介绍了很多前人采用的基函数方法Sphere wavelet，Zernike Polynomial等。
Ashikhmin在实时渲染提出了很多anisotropic，待看！
Ashikhmin微表面模型在表现scattering为主奏效
Torrance的文章假设表面由很多随机的微小的镜面所组成。非常严格的理论推导，加上实际数据的验证，文章证明了这个模型对粗糙带微小随机镜面的表面有效。涵盖一些基本的金属和非金属材质，很好的解释了off specular峰值的数据。简化了subsurface scattering等非镜面的反射。应该说对一般的isotropic的金属和少数非金属，这个模型还是不错的。
Cook继Blinn之后，把这个物理模型引入到了图形学中，并加以简化。考虑了反射模型对光谱的依赖性，并做了很多简化近似。
He等给出一些利用电磁理论推导的模型，属于Cook的强化版吧，更注重Optic wave effect。不过这些更“精确”的模型所需物理量很难测得，所以不一定很实用，需要简化，待读。
除了关注微小的镜面，Oren强调更加准确的视觉依赖的Lambertian微表面建模。
Koenderink提出Vgroove的几何错误性，基于Oren得到了100%球形pitted表面的模型。由于Dg4是lambert，采用一般的辐射度方法可解，最终积分起来得到最终结果，很好的符合一些塑料模型等。另外一篇文章提到了使用zernike多项式逼近BRDF的方法。
Kajiya引入前人的一个基于物理的anisotropic的模型，分组预计算离散化然后插值，实时难。
Stam扩展&rederive He的模型，主要处理衍射，待读。
点光源可以很容易的用BRDF在GPU实现，但是对于Glossy，需要考虑整个环境的作用。介于完美散射和完美高光之间Bastos。
有人Miller，Gortler提出基于image的绘制，有light field方法。预先使用offline甚至直接物理采集的方法，计算好light field，然后直接应用到物体上面。主要缺点是视角的移动，其实还是采样的问题，待读。我的初浅理解是，就像以前出现的多角度摄影，然后后期处理成3D视频，以后会有用吗？我不知道。
Walter提出了用普通的点，直光（virtual light）的线性组合来模拟plenoptic function。难以想象光源数量，不过是种思路。
对于glossy，有人Stirzlinger等提出了Photon map为基础的预处理与交互的渲染。Photon map的全局光照使用了密度估计理论。但是我对photon map还不了解，对此文没有深入。
也有人出了根据材质对反射的环境贴图滤波Bastos或者是直接根据BRDF积分Cabral，前者最后用Fresenel反射项加以控制。从而达到glossy的效果，应该说覆盖了一部分材质。应用贴图来计算材质越来越普遍。
Schroder，Christensen等提到用小波改进辐射度来模拟glossy的效果，需要辐射度相关知识，待读。依靠辐射度的glossy方法在Arvo的论文中有所介绍，而他也基于辐射度利用角动量的知识做了glossy相关的工作，待读。
Heidrich基于固定管线有限的能力，实现了Anisotropic，Prefiltered EM等理论的固定管线的渲染，重要的思想是预计算纹理查找来实现BRDF，顺带提出了Parabolic map。Cabral独立得做了同样的工作。
Cabral提出了使用提出用Dg3的bump map，horizon map来实现anisotropic，Dg4都是简单古老的模型，处理好后在渲染时却采用sphere harmonic来表示计算好的相关项和环境映射项，待读。
Westin基于Cabral提出更有效的BRDF的基矩阵（Y*MY）表示，且满足reciprocal，montecarlo积分计算系数。Dg3采用Cabral类似的方法，Dg4直接采用熟知的BRDF。理论上我觉得这个模型基本上解决了大部分微观材质的BRDF问题（no optic wave effect，no subsurface scattering），唯一的问题是计算量。
Lafortune提到更多有关各种函数逼近的内容。
Gondek提出了用自适应分割的办法来有效的表示光谱依赖的BRDF模型，包括了散射，目前缺乏光学基础知识，待读。
Fournier提出了用可分的函数积之和来表示BRDF，用于实现辐射度的高光效果，思路好。
Schroder简介了小波在图形学中的要地位和应用，由于缺乏小波背景，待读。
Rusinkiewicz提出了利用变换使得BRDF可分的做法，原理是大多数BRDF实际上是主要随着halfvector等变化。
Kautz把可分函数的近似BRDF的思想用于固定管线，并给予很多实现方面的提示和改进，除了利用SVD还有所谓的简单的ND来加速运算。Kautz的预滤波方法实现glossy，用普通的对称lobe来拟合BRDF，对环境图进行滤波后渲染出，对每个elevation角度都做了一个环境贴图，效果提升跟预滤波的简单方法（Heidrich）不大。
Kautz总结了glossy的几种计算方法，提到很多在实现上的细节，并提到利用Bank模型的anisotropic的glossy。
Ashikhmin仍然利用的是可分的思想，假设p(h)分布起主要作用，用了“严格”的推导（阴影项可分）得到了一个比较广泛的模型，满足几个物理plausible的性质，涵盖一定的模型数量。
McCool把基于可分函数的思想，提出log可分的BRDF近似，有正，参数化简单等优点。近似的计算采用解方程组的方法计算2个纹理。
Heidrich给出一种利用表面高度场（类似Max）考虑indirect illumination的光照技术，用于硬件实现。不仅在Dg3有意义，Dg2也有意义。
Kautz利用PRT实现glossy，理论上低频的模型完全可以适用。
Hanrahan做的subsurface scattering，提到体积渲染的transport theory
Kautz提到无偏采样技术KIRK, D., AND ARVO, J. Unbiased Sampling Techniques for Image Synthesis. In Proceedings SIGGRAPH (July 1991), pp. 153–156.