PBR 基礎知識乾貨總結

2021-01-10 阿瑤帶你玩建模

什麼是PBR?

PBR基於物理的渲染過程。

PBR是一種著色和渲染技術,用於更精確的描述光如何與物體表面互動。

PBR的優勢:

(1)方法論和算法基於精確的計算公式,免除創作表面的猜想過程。

(2)在任何光照環境都能表現出正確的結果

(3)為不同的藝術家,提供統一的工作流程

PBR有兩種工作流,一種是基於金屬的,一種是基於鏡面反射的

對應的Unity引用Enlighten光照引擎之後,帶來的兩種新的Shader,Standard 和Standard(Specular Setup)

以及

金屬工作流:(不易出錯,省內存,但是白邊現象更明顯)

(a)base color:(RGB-sRGB)

包含信息:絕緣體,反射顏色、金屬,反射率。

最亮色不應超越240RGB。

最暗色應在30-50RBG之間。

base color不要包含其他光照信息,比如 amblient occlusion。

金屬反射率應該在70%-100%之間。也就是RGB 180-255

油漆和氧化的部分應該按照絕緣體處理。

(b)matallic map:(Grayscale-Linear)

描述哪些區域是金屬,那些是絕緣體。

1 表示純金屬。0表示絕緣體。

如果matalic map的灰度值低於235,那麼對應的basecolor的反射率也應該降低一些。

(c)roughness map:(Grayscale-Linear)

描述表面引起光纖漫反射的不規則程度。這將改變光纖的方向,但是不會改變光線的強度。

光滑表面會有小而亮的高光,而粗糙表面將會出現大而暗淡的高光。

在這個灰度圖裡面,0代表光滑表面,而1代表粗糙表面。

roughness map是一個「有故事」的貼圖,它會告訴你這個表面經歷過那些嚴酷(或者平和)的環境。

而公用的貼圖為環境光吸收,法線和高度貼圖。

Specular工作流:

為何鏡面反射工作流容易出錯呢,因為Specular包含了全部的絕緣體F0信息,1.0的Diffuse 和 1.0的Specular將會使得反射折射能量大於輸入能量,這違背了能量守恆定律。也就是說在繪製貼圖時,你無法預覽結果。

diffuse:(RGB-sRGB)

包含albedo color,但是不包含任何反射率信息。

純金屬為黑色,因為純金屬沒有顏色,油漆和鏽跡是需要帶有顏色的。

基礎顏色應不包含光照信息,除了micro-occlusion

黑色不應低於30-50sRGB

亮色不應高於240sRGB

specular:(RGB-sRGB)

灰度值,表示非金屬F0

RGB值,表示金屬吸收的不同波長的光線

這種貼圖允許使用不同的F0值來表現非金屬。

glossiness:

與Roughness相反,0代表粗糙表面,而1代表光滑表面。

Ambient Occlusion

表示有多少環境光,可以被表面上的一個點吸收。

AO應該只影響Diffuse部分,而不應該阻塞Specular部分。

Height Map

用於視差映射,通過增加可見的深度感來提高渲染的真實性。

Normal Map

不論PBR還是非PBR,NormalMap都是用來模擬表面細節,同時還會影響Roughness和Glossiness映射。

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