光的行為

????當(dāng)光和物體相遇時(shí)，光會(huì)有三種行為：被物體反射、穿過(guò)物體（物體是透明或半透明的）或者被吸收。

高光反射和漫反射

????高光反射（Specular Reflection）會(huì)在表面光滑且反光的物體上看到，比如鏡子，不銹鋼球等，此時(shí)光線在物體表面是直接“彈”到了反射方向。還有一種反射叫做漫反射（Diffuse Reflection），此時(shí)光線被吸收并反射到了四面八方。下圖白色箭頭表示高光反射，紅色箭頭表示漫反射：

漫反射系數(shù)：Base Map

????在Unity中，URP/Lit Shader需要Base Map來(lái)表示漫反射系數(shù)。其他Shader通常稱(chēng)這個(gè)屬性為Albedo或Diffuse Map（從技術(shù)上嚴(yán)格地來(lái)講，它們并不是完全相同的東西）。

????Albedo這個(gè)詞描述了漫反射的度量值。通常就是指顏色值，通過(guò)RGB三通道值表達(dá)。RGB值可以轉(zhuǎn)換為Hue（色調(diào)），Saturation（飽和度）和Luminosity（亮度）。Albedo的luminosity對(duì)應(yīng)于漫反射的量，hue和saturation描述了從表面出來(lái)的光的質(zhì)量。

Specular workflow

????日常生活中有許多金屬物體比如鋼筆，不銹鋼球等，在光源下它們會(huì)產(chǎn)生高光反射。在Shader中，高光又是怎么和漫反射進(jìn)行描述和區(qū)別的呢？

????讓物體表面看起來(lái)像是金屬一樣的屬性叫做高光度（Specularity）。高光度和光滑度（smoothness）是不同的。我們可以將一顆蘋(píng)果擦到很光滑，但沒(méi)辦法將它擦成金屬外觀。但是光滑的物體是有一些高光度的。

????下圖中的蘋(píng)果，smoothness都一樣，但specularity從左至右依次增強(qiáng)。

???????和漫反射表面一樣，金屬表面會(huì)吸收光。在陽(yáng)光下放置一個(gè)金屬物體，過(guò)一段時(shí)間后，它會(huì)變燙。

????????Specular workflow

????????有兩種workflow可供我們使用來(lái)指定材質(zhì)中的金屬外觀（metallic apperance）。當(dāng)使用URP/Lit Shader中的Specularity屬性時(shí)，用到的是Specular workflow（后面筆記再解釋Metallic workflow）。

????? ? 在Specular workflow中：

• ????????閃亮的金屬表面擁有高Specularity以及高Smoothness。
  

• ????????閃亮的非金屬表面擁有低的Specularity和高Smoothness。
  

• ????????Smoothness控制高光反射的范圍，Specular Map控制了高光反射的量的大小以及高光反射的顏色。
  

• ????????Specular Map可使用RGB顏色值
  

????????下面通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明：

????????在Unity場(chǎng)景中選擇一個(gè)物體，比如蘋(píng)果，選擇蘋(píng)果的材質(zhì)

????????Inspector中將其Workflow Mode設(shè)置為Specular

????將其Smoothness進(jìn)行調(diào)整，比如設(shè)置為1。

????接下來(lái)，設(shè)置Specular Map，然其看起來(lái)像是一顆金屬蘋(píng)果，帶鏡面反射效果。

Metallic workflow

????????在Unity中，Specular workflow是更加科學(xué)的讓物體有金屬感的方式。另一種方式，metallic workflow是一種更加簡(jiǎn)單的方式，但這種方式并不嚴(yán)格遵循物理光學(xué)的規(guī)則。

????????Metallic workflow中：

• ????????閃亮的金屬表面擁有高M(jìn)etallic和高Smoothness
  

• ????????閃亮的非金屬表面使用0或者低的Metallic和高Smoothness
  

• ????? ??Smoothness控制高光反射的范圍

• ????????Metallic map值使用灰階值

????????之前的蘋(píng)果的例子中，我們將Metallic Map設(shè)置為1，Smoothness設(shè)置為1，可以得到和Specular workflow類(lèi)似的效果。

Specular workflow和Metallic workflow對(duì)比

????????具體應(yīng)用中改如何選擇哪種workflow呢？在導(dǎo)入資源的時(shí)候，我們可能會(huì)看到有一些資源使用Specular workflow，另外一些資源使用Metallic。實(shí)際上我們也不必糾結(jié)，只要能達(dá)到想要的效果即可。Metallic workflow通常來(lái)說(shuō)更常見(jiàn)，因?yàn)樗褂闷饋?lái)更加簡(jiǎn)單，但其是一種經(jīng)驗(yàn)性的近似。Specular workflow基于真實(shí)世界中反射的物理規(guī)則，但Specular Map用起來(lái)是很有挑戰(zhàn)的事情。

Smoothness

????? ?也稱(chēng)作gloss或glossiness。它影響高光的范圍。光滑的表面上，光線會(huì)反射到統(tǒng)一的方向上，因此我們能夠從物體表面看到光源的形狀。對(duì)于一個(gè)粗糙的表面，仍然有高光反射存在，但反射光的方向是分散的。

????????下圖的五顆蘋(píng)果，Metallic都是0.5，但Smoothness從左至右依次增加。

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