手機照片轉化PBR材質流程

Unity ArtEngine 是一款強大的3D內容創建工具，能夠藉助AI輔助功能創建逼真的數字藝術內容。ArtEngine免去了材質創作工作中冗繁、瑣碎的部分（如將照片轉換為基於物理渲染的材質、解析度增強、去模糊、接縫消除、平整和配色等），幫助藝術家聚焦於創作工作流程中能帶來附加值的部分。

今天進行一個很有意思的嘗試，使用Unity ArtEngine將用手機拍攝的照片最終輸出為一個PBR的材質表現。先上最終效果圖：

製作的樹皮材質

那麼接下來我們就一起製作這個有趣的材質。照片轉化為PBR材質的大致可以分為兩個步驟：

規範的拍攝需要轉換為材質的照片；

使用ArtEngine相關功能節點進行製作。

拍攝篇

如果在戶外直接採集並拍攝的話，為了避免過多的光線和陰影對製作材質時的影響，最好選擇陰天。但今天我們是在室外採集所需的樹皮和苔蘚實物，在室內進行拍攝。

對於採集實物的時候要特別注意：表面要避免反射、透明以及潮溼。因為這樣容易產生高反光，使拍攝的照片產生亮點。再者就是注意拍攝物體儘量平坦。如以下兩張樹皮，建議選用第一張中的樹皮進行拍攝。

然後將我們採集到的一部分小樹皮，進行簡單的清潔處理，帶回工作室。此刻在工作室我已經準備好了一個可以固定手機的支架，調整合適的位置，鏡頭大致距離樹皮30~50cm，為了避免手按拍攝鍵產生晃動影響照片質量，我用了藍牙連接器按鈕來拍攝。

我們需要一張帶有刻度的圓盤背板，這裡我在百度上找了一張帶有刻度的圖片列印出來來充當。

使房間變暗，接下來比較重要的一步是打光，我使用單個可攜式漫射光源（通俗點就是LED燈），按照順時針或者逆時針方向，將光源依次移到材料周圍的4等分羅盤刻度點上拍照。此過程中，相機必須保持在固定位置，且不能移動，僅光源移動。當然按照8等分點拍八張以便軟體更準確得根據陰影位置的變化來計算高度。

拍攝時光源的位置

Ok，到這裡的話，關於如何規範的拍攝照片已經告一段落。接下來就是使用ArtEngine相關功能節點進行製作。

製作篇

在這裡我已經默認大家拍出了規範的照片。（當然如果你還是不小心拍出局部高光的照片也沒有關係，我會在後續文章中來講解如何使用ArtEngine去Delight。）

關於ArtEngine的簡單使用我會在接下來的製作過程中進行簡要說明，但還是希望大家可以去Unity官網或者官方B站上再熟悉下（B站ID：Unity官方）。

首先對我們拍攝的照片進行裁剪，這一步可以在ArtEngine中進行操作，當然你也可以在其他軟體上進行裁剪。

ArtEngine Crop裁剪節點

接下倆我們把裁剪過的4張照片直接拖入到ArtEngine Asset窗口中，在節點編輯窗口創建Multi-Angle to Texure節點。從下圖的參數中可以看到，照片必須按照拍攝時光源的順序，也就是順時針或者逆時針的有序地與Multi-Angle to Texure輸入點相連。

最終Multi-Angle to Texure 節點會輸出Normal與Albedo兩張貼圖。接下來我們研究下合成材質節點Compose Material，但我們需要為 Compose Material 節點分配正確的PBR映射類型，ArtEngine Compose Material 節點默認需要提供Albedo、Normal、Height、Roughness、Metalness、 AO 這六種貼圖。也可以通過參數Input Connections來修改需要輸入的貼圖數量。

接下來就按部就班進行分配，首先Multi-Angle to Texure 節點會輸出Normal與Albedo貼圖，我們直接連接到Compose Material節點相對應的輸入參數上。

關於材質的粗糙度貼圖，Roughness定義了材質的微表面（粗糙）狀況。這裡值得注意的是，ArtEngine Compose Material 節點要求輸入的貼圖是粗糙度貼圖（roughness map），而不是光滑度貼圖（gloss map）。這兩種類型其實幾乎沒有區別，頂多就是粗糙度貼圖是一張反色的圖，例如，暗色表示光滑表面，亮色表示粗糙表面。

在上面的理論基礎之上，我們來進行粗糙度貼圖的製作。先創建Grayscale節點，將Albedo 貼圖轉換為灰度圖，然後創建直方圖掃描節點這個節點。其實跟Substance 中的節點是類似的，通過調參來重新調整灰度圖的對比度和亮度。

正如上面說提到的，我們需要進行一次反轉，轉化成粗糙度貼圖。

接著我們要生成高度貼圖了，ArtEngine提供了Height Generation 節點，允許直接從法線貼圖生成高度貼圖。繼續添加AO Generation 節點，由高度貼圖生成AO貼圖。

OK，我們按照類型連接好後，就已經成功了80%了。

雙擊Compose Material，可以看到我們目前輸出的材質效果圖，會發現材質的接縫問題很嚴重。

這個怎麼處理呢？我們可以使用 ArtEngine提供的Seam Removal 節點 智能的去除接縫，這無疑避免了美術手動去接縫的麻煩。

以上的具體節點連接步驟如下所示。

除此之外，還有一個節點必須介紹，那就是Mutation突變節點。這對創作材質變體絕對非常有用。只要修改節點的參數就可以獲得不同的效果。試想下這會是一個多麼美妙的體驗。

另外，ArtEngine還包括提高解析度、去模糊、展平、色彩匹配等功能。講到這裡，我們創作材質的過程就已經完成啦，接下來用Export to Unity節點將我們製作完成的材質導入到Unity中，就可以進行使用了。關於這塊我會在下一篇文章進行介紹。

下篇我還會分享將樹皮與苔蘚混合後的材質製作過程。先放個效果圖。