基于物理所制作的内容问题解决之道
翻译：袁笠凯(°Sinmere) 审校：王成林(麦克斯韦的麦斯威尔)
毫无疑问，基于物理渲染（PBR）的种种优势正让它变得越来越流行。美术人员不再去通过猜想来编写物件表面属性，只需要设置一次材质即可，然后在整个游戏开发过程中都可以复用，解放更多时间让美术人员专注于更具有创造性的美术资源制作工作上。
但是，随着基于物理渲染的普及，Geomerics 已经发现当物理渲染导致矛盾时美术人员需要努力去找出并修正这一矛盾。在这篇博文中，我们将注意力重点放在，去示意当这些问题不可避免地出现时，如何最好地找出问题所在。
在开始本教程之前，我们建议你先熟悉基于物理渲染和物理光照的基础知识，Allegorithmic 有一篇关于这方面的文章an extremely digestible guide，我们强烈推荐去了解。
当场景光照太暗该做些什么
图1：物理上的阴影不一致
在图1中，材质（本案例的墙面）在点光源下看起来非常的亮，但是它的阴影明显较暗，这在物理上是不一致的。增加光照亮度或者光圈来创造正确的阴影会导致点光源变得太亮，灯光放在这显得特别不协调。
如果灯光和阴影在基于物理渲染的场景中看起来不正确，通常要先查看材质和贴图中的属性。进入base colour visualiser，去发现这个问题所在
图2：错误的材质属性的墙面
进入这个模式后，你会发现墙面表面颜色较深的问题马上突显出来了，这说明albedo属性处于一个错误的设置状态。这就是为什么材质吸收了过多的光线的原因。
调整基础颜色数值让其处于物理上正确的范围来确保在改变光照环境能得到正确的响应。
图3：拥有正确材质属性的墙面
现在墙面材质属性在视觉上对照周围的区域看起来正确了。回到编辑模式，你会发现光照有了正确的输出同时阴影也有了很多反射信息而变得柔和了，靠近点光源边缘非常暗的阴影边变得柔和了。光照照射在墙面，随后投射在墙面的阴影变得在物理上和场景保持了一致性。
图4：物理上正确的光照和阴影
你可以通过移动光源或者调整光源亮度来查证一个材质响应是否响应准确。通过这些改变光照反射和阴影就会校正正确了。
当材质太亮该做些什么
图5： 像金属一样反射的石头
在图5中出现需要我们注意其反射的墙面，海报，和石头。然而在前景的石头反射和背景的其他物体看起来不同；它看起来像金属一样。调整反射让金属一样的反射无效，会导致该石块在海报，墙面和周围石头的反射就像图7上表现变得更暗淡稀疏。 这块石头依旧看起来像金属但场景其他的物件变得阴暗和灰蒙蒙的。
图6：昏暗的反射捕获效果
定位这个问题，首先要进入金属查看器检查材质属性
图7：金属查看器
马上你就可以看到这个物体和场景其他物体对比起来显得相当不同。进入材质编辑器进一步调查其问题所在。
图8 材质编辑器
然而这个设置看起来很正确，the metaliic value设置为0.8（或者80%金属属性），对于材质来说是错误的。你可以在这里应用正确材质属性0.0修正这个属性（石头是不会含有金属属性）
图9“使用正确的反射等级更新材质属性
回到编辑模式，你会看到这个问题已经得到修正，岩石和它的反射看起显得一致啦，同时墙上的光泽看起来更真实。你可以移动石头来检查是否与场景看起来一致。
当反射太亮该做些什么
图10 不协调反射的角色
最后，图10中的角色的反射在物理上不一致，这个躯干部分确实相对于身体的其他部分显得太闪亮。在躯干上棕色橡胶样的贴图应看起来跟腿上的一样。减少反射强度来抵消这个效果，会毁掉场景其他周围的物件效果，像是墙面，管道，甚至角色四肢都会受到影响。
当你之前的步骤做了以后，在做其他灯光相关的事之前先查看材质属性。用粗糙度视图（roughness visuliser）检查材质，你会很快发现躯干部分粗糙度很明显不同于角色其他部分。
图11： 粗糙度视图
进入材质编辑器，一切看起来都是正确的，除了一个地方出了错，贴图中“sample type”设置的是color。当贴图作为一个灰度遮罩定义表面粗糙度时，被着色器正确解释且不会用任何方式去转换这个值是非常重要的。
图12：材质编辑器
通过打开贴图属性你可以更进一步看到贴图的值。
图13： 贴图属性
这个敏感等级明显太低了，来把他们从0.3调整到1.0来增加贴图粗糙度到一个我们需要的等级。
同时你会看到贴图已经设置到sRGB，表示伽马校正被应用，导致贴图的值不正确。在基于物理渲染中所有值都是基于真实世界的，因此不需要人为校正数值。
最后，关于采样类型，这个压缩设置默认设置(DXT1)，因此基于颜色贴图。灰度贴图压缩必须应用（R8）让它与角色其他部分保持一致才行。
图14：正确的贴图属性
现在有了正确粗糙度贴图设置，角色贴图看起来在粗糙度试图中变得统一了。这就是物理上一致性，同时灯光和反射呈现如图15一样真实而准确。
图15：正常材质设置的角色
重点扼要：
PBR去除依靠猜想来编写物件表面属性来让物件看起来真实，简化创造流程
在场景中引起的根本问题通常都是美术人员对PBR材质使用不当。
当材质没有如期望那样呈现，在应用光照或者反射其他元素之前运用观察视口模式调查材质属性的直观表现。
如果设置得当，PBR能提供独立于光照环境之外的材质属性响应。
如果光照设置在场景里与期望的表现不一样，美术人员通常会认为这个问题源自灯光。让他们移除灯光，改变灯光或者调整强度，其本质问题也不会得到解决。然而这个问题会随着最初的材质和贴图时不时出现。如果设置得当，PBR能提供独立于光照环境之外的材质属性响应。通过把重心放在最初的设置，你可以确保在你的游戏中光照一致。
这篇博客概括了一些当材质设置错误时最可能出现的问题，同时我们希望帮助你更加轻松地使用灯光效果创造更优秀的游戏。
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