【技術(shù)美術(shù)百人計(jì)劃】Metallic與Specular流程
什么是次時(shí)代：
高低模烘焙過(guò)的、和使用PBR貼圖的模型
PBR：基于物理渲染
PBR基礎(chǔ)流程：
一、兩種流程
金屬/粗糙度流程(Metallic/Roughness)
符合直覺(jué)，調(diào)參容易，但是沒(méi)辦法方便調(diào)節(jié)零度菲涅爾反射值
鏡面反射/光澤度流程(Specular/Glossiness)
可以方便調(diào)節(jié)零度菲涅爾反射值，但是錯(cuò)誤的貼圖會(huì)打破能量守恒
兩種流程的通用貼圖：
法線貼圖(normalMap)
AO貼圖(ambientOcclusionMap)
高度貼圖(heightMap)
二、金屬/粗糙度流程(Metallic/Roughness)
1、baseColor（RGB貼圖、sRGB）
儲(chǔ)存數(shù)據(jù)：非導(dǎo)體(電介質(zhì))的漫反射顏色/反照率顏色(DiffuseReflectedColor/Albedo)和金屬導(dǎo)體的鏡面反射的F0值
????非導(dǎo)體使用0.04的F0反射值
????混合材質(zhì)（非導(dǎo)體和金屬導(dǎo)體混合材質(zhì)）則可以認(rèn)為同時(shí)儲(chǔ)存了兩種數(shù)據(jù)
非導(dǎo)體(即電解質(zhì)、非金屬)：暗色值，盡量不要低于30-50 sRGB，嚴(yán)格控制下不低于50 sRGB。亮色值貼圖不應(yīng)高于240 sRGB。
導(dǎo)體(金屬)的反射值：金屬一般會(huì)有70-100%的鏡面反射，映射到sRGB大概為180-255。
在SubstanceDesigner軟件中，可以通過(guò)PBR BaseColor / Metallic Validate節(jié)點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證是否在合適范圍內(nèi)。
????BaseColor要點(diǎn)：
貼圖的顏色對(duì)于非金屬來(lái)說(shuō)是它的漫反射顏色，對(duì)于金屬材質(zhì)來(lái)說(shuō)是它的鏡面反射的F0值（ReflectanceValue，所帶色相與其反射波長(zhǎng)有關(guān)）
BaseColor除了微觀遮蔽信息以外，不應(yīng)含有任何光照信息。
暗色值在寬松條件下不應(yīng)低于30 sRGB，嚴(yán)格條件下不應(yīng)低于50 sRGB
亮色值不應(yīng)高于240 sRGB
原始金屬反射值都非常大，大概能達(dá)到70-100%鏡面反射，映射到sRGB范圍大概是180-255
2、Metallic貼圖
儲(chǔ)存數(shù)據(jù)：對(duì)應(yīng)區(qū)域的金屬度，作用類(lèi)似于圖層遮罩。告訴著色器如何去解讀BaseColor貼圖中的RGB數(shù)據(jù)。0.0純黑代表非金屬，1.0純白代表純金屬。
????Metallic要點(diǎn)：
金屬被氧化、腐蝕、上漆、覆塵后，這些區(qū)域要被當(dāng)做非導(dǎo)體(電介質(zhì))材質(zhì)來(lái)看待
Metallic中，0.0純黑代表非金屬，1.0純白代表純金屬，我們可以用過(guò)渡的灰階來(lái)表示不同程度的氧化和污垢。
如果Metallic貼圖有值低于235 sRGB，那么在BaseColor中對(duì)應(yīng)區(qū)域的反射值也該降低
3、Roughness粗糙度貼圖
在粗糙度貼圖中，0.0代表了平滑表面，1.0代表了粗糙表面
三、鏡面反射/光澤度流程(Specular/Glossiness)
1、Diffuse RGB貼圖-sRGB
儲(chǔ)存數(shù)據(jù)：漫反射顏色（Albedo）
要點(diǎn)
Diffuse貼圖中的顏色表示漫反射顏色、原始金屬由于沒(méi)有漫反射，顏色應(yīng)該為純黑0.0
Diffuse貼圖除了微觀遮蔽信息以外，不應(yīng)含有任何光照信息。
暗色值在寬松條件下不應(yīng)低于30 sRGB，嚴(yán)格條件下不應(yīng)低于50 sRGB
亮色值不應(yīng)高于240 sRGB
2、Specular貼圖
儲(chǔ)存數(shù)值：F0
F0都是基于真實(shí)世界測(cè)量的，沒(méi)有需要，盡量不要使用反常規(guī)值，嚴(yán)謹(jǐn)一些的話，你甚至可以查表。不要忘記線性空間與sRGB的轉(zhuǎn)換。
要點(diǎn)：
鏡面反射貼圖包含F(xiàn)0值
普通非導(dǎo)體的反射范圍在2-5%，在sRGB中，這個(gè)值大概在40-75之間
普通寶石的反射值范圍在0.05-0.17（線性空間）
普通液體的反射值范圍在0.02-0.4（線性空間）
原始金屬反射值可高達(dá)70-100%的鏡面反射，sRGB約為180-255
如果你無(wú)法找到某個(gè)材質(zhì)的折射率，可以先假設(shè)F0為4%，也就是塑料的F0
3、Glossiness貼圖
光澤度貼圖適用于描述表面不平整的貼圖，表面不平整會(huì)造成光的散射。
純黑代表粗糙表面，純白代表平滑表面，和M/R流程里的粗糙度是相反的，但是在設(shè)計(jì)側(cè)有著類(lèi)似的制圖原則。
四、兩種流程的問(wèn)題
共同問(wèn)題：當(dāng)貼圖、紋素過(guò)小時(shí)，金屬導(dǎo)體與非金屬導(dǎo)體邊緣會(huì)產(chǎn)生白邊/黑邊，所以要有一張良好大小和布局的uv
Metallic/Roughness流程
優(yōu)點(diǎn)：
在M/R流程中，F(xiàn)0值都是確定好的，設(shè)計(jì)師在對(duì)非導(dǎo)體的F0賦值時(shí)不易出錯(cuò)。
紋理緩存壓力更小，因?yàn)榻饘俣荣N圖和粗糙度貼圖都是灰度圖
目前兼容性最廣的流程
缺點(diǎn)：
非導(dǎo)體的F0值固定為4%，無(wú)法調(diào)整。然而大多數(shù)實(shí)現(xiàn)流程中都有控制器直接覆寫(xiě)這個(gè)流程，不能算是硬傷
白邊較為明顯，尤其是低分辨率下
Specular/Glossiness流程
優(yōu)點(diǎn)：
邊緣效應(yīng)不會(huì)過(guò)于明顯
可以在鏡面反射貼圖中對(duì)非導(dǎo)體(電介質(zhì))材質(zhì)的F0值自由調(diào)整。
缺點(diǎn)：
由于在S/G工作流的鏡面反射貼圖中，非導(dǎo)體的F0值可自由調(diào)整，導(dǎo)致設(shè)計(jì)師容易輸入錯(cuò)誤的值，在著色器中打破能量守恒定律，造成不正確的渲染
新增了一張RGB通道的鏡面反射貼圖，性能消耗更大
S/G工作流有些與傳統(tǒng)工作流太相似，而實(shí)質(zhì)對(duì)數(shù)據(jù)的要求可能是不一樣的，導(dǎo)致設(shè)計(jì)師誤解或誤操作。這種情況下要求設(shè)計(jì)師有更好的PBR理論知識(shí)。
五、流程轉(zhuǎn)換
