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经典场景与资源来源

这些场景用于演示本项目的原生 Metal 实时渲染。README 中的截图由本项目输出，不是上游示例图。Bunny 和 Helmet 的模型与纹理随仓库提供；Sponza、San Miguel 及新增扫描模型／Sibenik 通过下载脚本获取，无需原始 asset/ 资源包。

新增实时测试场景

程序化岩洞无需下载：python3 tools/prepare_cluster_cave.py --level 7 生成 cluster-cave，约 84.8 MB，检查 10 GB 磁盘上限和渲染器同款进程内存预算。--level 6 写入独立的小规格目录，使用 cluster-cave-small 加载，不覆盖高密度资源。场景包含原创真实位移岩石与程序纹理；分块、动态 LOD 与捕获验收。

python3 tools/fetch_benchmark_assets.py 获取 Stanford Dragon、Happy Buddha、Armadillo 与 Sibenik Cathedral。前三者使用 Stanford 原格式重建 PLY；Buddha 和 Armadillo 来自 Alec Jacobson 的固定修订镜像，原始 Stanford 来源与使用条件保留。Sibenik 为 Marko Dabrovic 建模，Kenzie Lamar／Vicarious Visions 修复洞，Morgan McGuire 制作高清贴图；上游标注 CC BY-NC。说明文件随解压保留，大型模型不提交 Git。

运行 --classic dragon、buddha、armadillo、sibenik，或使用 --render-gallery img/metal benchmarks。完整来源与校验值见 benchmark-assets.json，转换、场景规模和验收见 经典测试场景说明。Dragon 实时演示使用金色金属，与下方离线玻璃 PT 的材质设置不同。

Blender 离线 PT 测试场景

python3 tools/prepare_blender_scenes.py --blender /path/to/blender 获取官方 Classroom（Christophe Seux，CC0）和 Barcelona Pavilion（eMirage / Hamza Cheggour，CC-BY），保留链接资源，导出冻结的相机、共享几何、材质颜色图集、灯光及线性 world。源归档与 SHA256 见 blender-assets.json，署名及转换变更见 资源声明。原始归档和导出包不随 Git 提交。

使用 --path-trace／--path-trace-gpu blender-classroom 或 blender-barcelona。默认 Barcelona 保留 512／20,622 粒子实例；--particle-limit -1 可导出全部植被，CPU／Metal／Vulkan 的共享 BLAS/TLAS 已支持完整包。Classroom 集合实例全部保留。当前转换未完整实现 Cycles 材质闭包和 compositor，具体限制、实际图片与复现见 Blender PT 说明。

导出 revision 5 增加可选 tangents.bin corner MikkTSpace 帧与独立薄叶透射图。现有 revision 4 包仍可读取；使用上方导出命令重新生成才能获得新材质，README 的完整 Barcelona 图使用 revision 5。小型无外部资源材质对照由 tests/PT/BlenderAppearanceFixture.py 生成。

独立头发 PT demo

独立程序化头发样例不依赖扫描资产：python3 tools/create_pt_hair_demo.py --strands 40000 --render Metal。生成器包含原创简化头模和静态 groom；完整参数与复现。

Yuksel 头发研究基准

python3 tools/fetch_hair_benchmarks.py 从 Cem Yuksel 官方模型页 下载固定 SHA256 的 wStraight.hair／wWavy.hair 与配套 woman 头模，后者由 Murat Afshar 提供。每套 50,000 根发丝，分别 125 万／245 万个曲线点。源文件和纹理存放在忽略的 samples/assets/pt/hair-benchmarks/；清单和署名说明保留来源。

python3 tools/create_pt_hair_benchmarks.py --pbrt 保留全部发丝／曲线点／宽度，生成本项目离线包和 PBRT 原生 flat curve 参考场景。头模使用中性漫反射材质，毛发采用固定吸收预设；未使用源透明度／颜色和头部贴图。渲染、导入约定、误差与复现。

Stanford Bunny

  • 来源：Stanford 3D Scanning Repository。
  • 数据提供方：Stanford University Computer Graphics Laboratory。
  • 原文件：bunny/reconstruction/bun_zipper.ply，取自官方 bunny.tar.gz；原网格有 35,947 个顶点、69,451 个三角形。
  • 本项目保留原始 PLY 文件，导入时居中、缩放，并生成用于常量材质的平面 UV。演示分别使用白色非金属、金色金属和蓝色非金属材质。
  • 使用条件：上游允许研究使用和免费再分发，并要求注明来源；商业使用需要 Stanford 的许可。详细条件见上游页面。

Stanford Dragon

  • 数据提供方：Stanford University Computer Graphics Laboratory。官方完整重建 PLY 有 437,645 个顶点、871,414 个三角形。
  • python3 tools/fetch_dragon.py 下载固定 SHA-256 的官方重建归档；模型保存在忽略的 samples/assets/pt/dragon/，不随仓库提交。
  • 运行时居中、缩放、生成平滑法线及覆盖为 IOR 1.5 玻璃，用本项目 CPU BDPT 输出透明和焦散渲染。保留原扫描的小孔，未做闭合修复；不是严格闭合玻璃基准。
  • 上游允许研究使用和免费再分发，要求注明来源；商业使用需要 Stanford 的许可。完整来源和校验值见 资源声明，复现见 Dragon／程序化 PT。

Damaged Helmet

  • 来源：Khronos glTF Sample Assets / DamagedHelmet。
  • 原始模型：© 2016 theblueturtle_，采用 CC BY-NC 4.0，包含署名和非商业使用要求。
  • 重建及 glTF 转换：© 2018 ctxwing，采用 CC BY 4.0。两项归属和许可均按上游说明保留。
  • 本项目未修改模型或纹理文件；运行时调整节点朝向、位置和尺度。实时示例使用底色、金属度／粗糙度、法线和 AO 纹理。自发光纹理随原资源保留，目前没有用于头盔着色。
  • 上游修订号和每个文件的 SHA-256 保存在 assets/manifest.json。

Cornell Box 风格场景

  • 灵感来源：Cornell University Program of Computer Graphics 的 Cornell Box。
  • 房间、红绿侧墙、两个旋转箱体和顶灯面板由本项目代码自行生成，没有复制上游网格、纹理或测量数据。
  • 使用点光源、弱前方补光、立方体阴影、SSAO、PBR 与 HDR；RSM 近似间接光照仅供手动开启的 demo，默认关闭；顶灯面板仅显示自发光外观，照明由点光源提供。
  • 这是经典布局的实时演示，不是原始 Cornell Box 的测量基准，也不提供面积光源或完整路径追踪光传输。

Sponza（Crytek）

  • 来源：McGuire Computer Graphics Archive，Sponza 资源信息。
  • 模型与纹理：© 2010 Frank Meinl / Crytek，上游标注 CC BY 3.0。
  • 选择 sponza.obj，不选择独立的 banner 网格。导入后为 25 个网格、262,267 个三角形。
  • 保留上游文件，运行时居中并将整体高度缩放为 12 个场景单位；读取 MTL 底色、法线、透明遮罩及高度纹理，将传统高光参数近似转换为粗糙度，使用非金属 PBR 材质。灯光、相机和曝光由本项目设置。

San Miguel

  • 来源：McGuire Computer Graphics Archive，San Miguel 资源信息。
  • 建模与版权：Guillermo M. Leal Llaguno / Evolucien Visual；2017 版改进由 **Morgan McGuire、Guedis Cardenas、Michael Mara（Williams College）及 Nicholas Hull（NVIDIA）**完成，获得原作者许可。
  • 采用压缩包中的 san-miguel-low-poly.obj；导入并三角化后为 281 个网格、5,617,451 个三角形。原说明将版本标记为 San Miguel 2.1。
  • 归档网页的许可字段标注 CC BY 3.0，但压缩包内 license.txt 明确写明注明来源的研究与教育使用。本项目保留该说明，并按其使用条件提供演示，不据网页字段推断额外商业授权。原始说明见 licenses/san-miguel.txt。
  • 保留原始模型与纹理，运行时居中、缩放和材质转换；合并叶片底色与透明遮罩，支持双面绘制和一致的阴影裁切，高度图近似转换为法线。原 MTL 中已有贴图映射等问题，玻璃和水没有真实折射。

大型场景的获取与复现

Mountain Lake：山地与湖泊

  • 作者：ill_drakon，来源：Mountain Lake，采用 CC BY 4.0。完整署名见 licenses/mountain-lake.txt。
  • 从官方页面登录下载原始 FBX 和转换 glTF 归档，放入 samples/downloads/mountain-lake/ 后执行 python3 tools/prepare_mountain_lake.py。文件名、校验值和操作见 山湖地形说明 与 资源清单。
  • 保留原生 1025×1025 高度和地表色图，转换坐标、UV，并烘焙高度／材质 VT。内置 --classic mountain-lake 使用源水位和低风速 FFT 湖面。原始坐标范围按米制解释为 8×8 km，属于演示尺度。
  • 下载与转换输出不随仓库提交；截图、清单和转换工具随仓库提供。转换结果与作者原始模型的修改点见上面的许可文件和说明。

Sponza 与 San Miguel

python3 tools/fetch_gi_assets.py                  # 两个场景
python3 tools/fetch_gi_assets.py --scene sponza   # 仅 Sponza
python3 tools/fetch_gi_assets.py --scene san-miguel

下载源与压缩包 SHA-256 固定在 gi-assets.json。缓存位于 samples/downloads/，运行文件位于 samples/assets/gi/，两者均被 Git 忽略。脚本校验归档后，仅解压选定 OBJ、材质、图像和原始说明，省略高面数网格与建模文件。San Miguel 压缩包约 511 MiB，其实时版本 OBJ 仍约 598 MiB；下载、解压和首次导入需要一定时间。删除缓存后可重新获取，校验失败时脚本会停止。

运行与重新生成截图

在项目根目录执行，先完成 Metal 构建：

./build/Scene-Renderer --classic cornell
./build/Scene-Renderer --classic bunny
./build/Scene-Renderer --classic helmet
./build/Scene-Renderer --classic sponza
./build/Scene-Renderer --classic san-miguel

生成 960 × 720 离屏截图，输出目录会自动创建：

MTL_DEBUG_LAYER=1 MTL_SHADER_VALIDATION=1 ./build/Scene-Renderer --render-gallery img/metal core
MTL_DEBUG_LAYER=1 MTL_SHADER_VALIDATION=1 ./build/Scene-Renderer --render-gallery img/metal gi

core 生成三个基础场景，gi 显式开启 RSM demo，生成两个大型场景及开关对照。普通场景、单场景画廊和后处理画廊默认关闭 RSM；需要对照时使用 gi，或在编辑器中手动开启 RSM lighting demo。*-direct.png 关闭 RSM，但仍含天空环境光和 SSAO；相机、曝光及其他光照保持一致。两个 GI 场景的 RSM 使用太阳与天空，不再添加额外聚光灯；同时输出 *-indirect.png、*-sun-indirect.png、*-sky-indirect.png。RSM 是一次间接反弹的近似，不是完整 GI 基准解，详见实现与验证。

Bunny 与 Helmet 资源丢失时可执行：

python3 tools/fetch_classic_assets.py

基础下载脚本仅获取 Stanford 与 Khronos 官方资源，使用清单中固定的 Khronos 修订号；首次下载会记录当时的修订号。截图可以在不同硬件或工具链下略有差异。