unity之PBR材质流程与材质制作实践

Posted 2023-03-09

参考技术A

这篇在上一篇的基础上增加了对PBR的认识，主要包括了金属度和粗糙度（光滑度）的 测试
unity里PBR流程，PBR材质属性具体分析
传统模型到PBR的流程，一些PBR制作转换工具介绍
以前这篇
http://www.jianshu.com/p/582e36bd5b39
先上一张unity Scene场景的实时效果图（材质的贴图来自网络经过修改）

下面就说说这个建立材质球后默认的材质

Unity5中重点推出了一套基于物理的着色（Physically Based Shading，PBS）的多功能Shader，叫做标准着色器（Standard Shader）。这套Shader的设计初衷是化繁为简。想用这样的一个多功能Shader，来代替之前多种多样的Shader各司其职，对于不同的材质效果，需要不同的Shader的局面。
Unity 5中目前有两个标准着色器，一个名为Standard，我们称它为标准着色器的标准版，另一个名为Standard（Specular Setup），我们称它为标准着色器的高光版，它们共同组成了一个完整的PBS光照明模型，且非常易于使用。其实这两个Shader基本差不多，只是有细微的属性参数上的区别。标准版这边的_Metallic（金属性）、_MetallicGlossMap（金属光泽贴图），被高光版的_SpecColor（高光颜色）、_SpecGlossMap（高光颜色法线贴图）所代替。
标准着色器主要是针对硬质表面（也就是建筑材质）而设计的，可以处理大多数现实世界的材质，例如石头、陶瓷、铜器、银器或橡胶等。同时，它也可以非常出色地处理一些非硬质表面的材质，例如皮肤、头发或布料等。
上面一段理论摘自 http://blog.csdn.net/poem_qianmo/article/details/49556461
下面是我翻译的官方金属度流程的截图（我认为金属度流程的更通用，但是由于技术限制也会有一些效果无法用这种材质实现）

可以看出光滑度（粗糙度）是存储在金属度的透明通道里的
这也就是为什么没有放贴图的时候有个smooth滑块，但是放了贴图以后就没有这项了，因为这项需要被一个通道的图片控制
下面我们来做个测试

可以在ps里做一张如上图所示的tiff或者tga格式，（估计psd也行吧）
注意可以新建一个通道，单独在上面绘制，不需要可见
另外说下png不行，它的透明通道是自动的
另外把红色通道做的和其他不一样也方便测试高光材质流程（这个可以自己调整材质测试）
然后就能得到下面图的效果

金属度+粗糙度
法线贴图
如果需要更好的效果可以再增加height map ,occlusion map ，细节贴图等等
需要注意到是occ贴图在unity中遇到光照会自动计算，能显著增加空间效果

另外说下金属度和高光流程，其实两种是可以在一定程度上相互转化的，substance就可以搞定(可以看后面讲到)
两种其实也没有强求用哪种，只是金属度的参数更加理性，其他的还是要看项目的艺术效果
当然虽然两种材质在效果上有很大重合空间，也有不能达到的地方，举个例子，对于黑色几乎不反光的物体

Quxel\\Substance\\Maya\\3dsMax\\UE\\U3D5\\ce已经全线PBR向进化, Disney Principled BRDF 就是一个很好的范例，Hyperion和最新的RenderMan都采用了这个技术。虚幻引擎4中的材质系统也是基于这个模型的简化版（ Real Shading in UE4 ）。
SP（substancepainter）、SD(substance designer)、Quxel(NDO、DDO、3DO以及MegaScan材质库，四个合起来叫做Quixel Suite套件)这些生产工具使得美术在工作时增加了效率，理清了思路，越来越趋向于及时反馈和所见即所得，而且与几大引擎接口互导也方便了许多，很大程度的减轻了纯美术方面的负担。
下面是简单操作流程图
具体的就不说了，自己可以搜教程有很多的，需要注意到是软件有两个
substance designer是修改和创建材质的，如果需要直接刷贴图可以用substance painter 可以直接看到刷上去的效果
他们之间可以互相导，主要还是看工作流程，下面这张就是工作关系

一般导出的时候可以直接将粗糙度贴图并入金属度的alpha通道里
要导出材质的话可以之际publish如下