Substance与PBR工作流总结
发表于2018-10-15
1、关于PBR
PBR即基于物理的渲染，是一套尝试基于真实世界光照物理模型的渲染技术合集，使用了一种更符合物理学规律的方式来模拟光线，达到更真实的渲染效果，而且可以直接通过物理参数来直观地达到想要的结果，不用通过拙劣的各种参数调整。物理参数一般直接通过贴图来传递给Shader。
2、关于Substance
Substance是Allegorithmic公司的一套PBR美术制作工具，包括SubstancePrinter和SubstanceDesigner等软件，SubstancePainter是PBR贴图绘制软件，
我们可以导入自己的模型，然后绘制输出PBR贴图。而SubstanceDesigner可以输出sbsar文件，sbsar描述了PBR贴图的生成方式，可以导入SubstancePainter为材质，也可以直接给Unity使用（Unity2018版本以上需要额外的插件）。在Unity里使用sbsar文件，我们就可以直接在Unity里调参数生成新的PBR贴图。
上图选中的就是一个sbsar文件，包含了5种材质以前材质使用的贴图。
上图是Gold材质的属性面板，我们可以看到有MetalProperties和Age这类的自定义参数，调整这些参数，就能重新生成新的PBR贴图。
（使用Gold材质的渲染结果）
sbsar文件除了动态生成PBR贴图这个功能，其实与Unity材质没有差别，因为它们都是使用相同的Shader。仅仅使用它的贴图我们也可以渲染出完全一样的效果。
SubstancePainter比较重要的注意点是导出贴图的设置，通常我们将Config设置为Unity5（StandardMetallic）
而Unity5（StandardMetallic）的配置我们可以在上面CONFIGURATION中查看和修改：
如图，我们将为每套贴图输出Albedo，Normal，Emission，Metallic4张贴图，Albedo的RGB通道使用BaseColor的RGB颜色，Normal的RGB通道是NormalOpenGL的RGB颜色，而Metallic的RGB通道使用Metallic的灰度颜色，A通道使用Roughness的灰度颜色（这是我修改后的配置，默认配置不是这样）。
3、整合到Unity开发流程的问题
实际开发中必定会存在的一个问题是，美术在SubstancePainter中调出了一个牛逼哄哄的效果，开开心心地导入Unity，发现效果不一样了！除了一些光照的设置，最主要的是因为ColorSpace的问题。
这是Unity中不同ColorSpace渲染SP的PBR贴图的结果，第一张的GammaSpace，第二张是LinearSpace，可以看出差异还是挺明显的，特别是底座的颜色
SP的渲染是在LinearSpace中进行的，导出的贴图经过了gammaencoding，如果在Unity中使用LinearSpace渲染，渲染结果还是很接近SP中的效果的，但是LinearSpace不仅消耗高，而且在某些移动平台上不支持（需要OpenGLES3.0以上及Metal图形API支持），这意味着我们需要在GammaSpace中得到跟SP一样的渲染效果。
4.SubstancePrinter与UnityGammaSpace渲染效果一致化方案
方案1：修改UnityStandardShader，手动加入gamma校正，使其达到LinearSpace的效果。
Unity提供了在UnityCG.cginc头文件中提供了GammaToLinearSpace和LinearToGammaSpace两个方法进行两个空间的转化。但是我尝试了仍然没法得到LinearSpace的渲染效果，颜色偏差还是存在，而且因为工作流程而加入额外的性能消耗，我觉得不是好方案，于是放弃这个方案。
方案2：不再调整Unity的渲染，我们调整SP的渲染，让其使用GammaSpace渲染。幸好SP支持自定义Shader
这篇文章提供了这个方案：点击打开链接，同时提供了一个模拟UnityPBR渲染的GLSL文件，下载下来，在SP中File->Impotyresources导入，在SHADERSETTINGS中设置为使用该shader，注意把LinearSpace勾选去掉，因为我们要使用GammaSpace。导出贴图时，注意要修改Metallic贴图的设置：RGB通道使用Metallic的灰度颜色，A通道使用Roughness的灰度颜色。
Untiy中的和SP中，差异算可以接受了。
来自：https://blog.csdn.net/linuxheik/article/details/81914184