PBR基础知识干货分享（一）
发表于2018-03-06
基于物理规则的渲染（PBR）这个概念是指使用逼真的阴影/光照模型与测得的材质参数值一起准确地表示真实世界的材料。下面就和大家下PBR基础知识干货，希望有助于大家去掌握PBR。
PBR的优势：
- 方法论和算法基于精确的计算公式，免除创作表面的猜想过程。
- 在任何光照环境都能表现出正确的结果
- 为不同的艺术家，提供统一的工作流程
PBR有两种工作流，一种是基于金属的，一种是基于镜面反射的。
对应的Unity引用Enlighten光照引擎之后，带来的两种新的Shader，Standard 和Standard（Specular Setup）
以及
一、金属工作流：（不易出错，省内存，但是白边现象更明显）
1. base color：(RGB-sRGB)
包含信息：绝缘体，反射颜色。金属，反射率。
最亮色不应超越240RGB。
最暗色应在30-50RBG之间。
base color不要包含其他光照信息，比如 amblient occlusion。
金属反射率应该在70%-100%之间。也就是RGB 180-255
油漆和氧化的部分应该按照绝缘体处理。
2. matallic map：(Grayscale-Linear)
描述哪些区域是金属，那些是绝缘体。
1 表示纯金属。0表示绝缘体。
如果matalic map的灰度值低于235，那么对应的basecolor的反射率也应该降低一些。
3. roughness map：（Grayscale-Linear）
描述表面引起光纤漫反射的不规则程度。这将改变光纤的方向，但是不会改变光线的强度。
光滑表面会有小而亮的高光，而粗糙表面将会出现大而暗淡的高光。
在这个灰度图里面，0代表光滑表面，而1代表粗糙表面。
roughness map是一个“有故事”的贴图，它会告诉你这个表面经历过那些严酷（或者平和）的环境。
而公用的贴图为环境光吸收，法线和高度贴图。
二、Specular工作流
为何镜面反射工作流容易出错呢，因为Specular包含了全部的绝缘体F0信息，1.0的Diffuse 和 1.0的Specular将会使得反射折射能量大于输入能量，这违背了能量守恒定律。也就是说在绘制贴图时，你无法预览结果。
diffuse：（RGB-sRGB）
包含albedo color，但是不包含任何反射率信息。
纯金属为黑色，因为纯金属没有颜色，油漆和锈迹是需要带有颜色的。
基础颜色应不包含光照信息，除了micro-occlusion
黑色不应低于30-50sRGB
亮色不应高于240sRGB
specular：（RGB-sRGB）
灰度值，表示非金属F0
RGB值，表示金属吸收的不同波长的光线
这种贴图允许使用不同的F0值来表现非金属。
glossiness：
与Roughness相反，0代表粗糙表面，而1代表光滑表面。
三、Ambient Occlusion
表示有多少环境光，可以被表面上的一个点吸收。
AO应该只影响Diffuse部分，而不应该阻塞Specular部分。
四、Height Map
用于视差映射，通过增加可见的深度感来提高渲染的真实性。
五、Normal Map
不论PBR还是非PBR，NormalMap都是用来模拟表面细节，同时还会影响Roughness和Glossiness映射。