【干貨】pbr材質(zhì)系統(tǒng)和vray材質(zhì)系統(tǒng)有什么不同

來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) | 責(zé)任編輯：傳說(shuō)的落葉 | 發(fā)布時(shí)間： 2018-11-09 14:08 | 瀏覽量：

現(xiàn)在游戲行業(yè)開(kāi)始流行起來(lái)的pbr材質(zhì)系統(tǒng)，在CG渲染領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展很多年了。就是說(shuō)，游戲行業(yè)的材質(zhì)在慢慢追逐影視的效果，最近這兩年才比較接近了。

所以，CG渲染領(lǐng)域用的材質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)幾乎一切游戲pbr材質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)的效果，反之則不行。

具體回答問(wèn)題：

pbr材質(zhì)（這里說(shuō)的是最流行的metalness roughness模型）使用的參數(shù)是albedo metalness roughness normal，而vray材質(zhì)的主要對(duì)應(yīng)參數(shù)有diffuse specular glossiness normal或者bump

albedo就是大家熟悉的diffuse，也就是物體的固有顏色。

metalness翻譯過(guò)來(lái)是金屬度，描述材質(zhì)是金屬還是電介質(zhì)，這是給大家提供的一個(gè)感性解釋?zhuān)瑢?shí)際上這個(gè)參數(shù)真正控制的東西是F0，也就是菲尼爾反射中，與攝像機(jī)視線(xiàn)垂直的面的反射率，當(dāng)metalness值為0的時(shí)候，F(xiàn)0的值是0.04，也就是IOR為1.5的時(shí)候?qū)?yīng)的F0；而當(dāng)metalness值位1的時(shí)候，F(xiàn)0的值是1；metalness是0-1的中間值的時(shí)候，F(xiàn)0也會(huì)在0.04和1之間進(jìn)行插值，我猜是線(xiàn)性插值。在這個(gè)過(guò)程中F90不變，永遠(yuǎn)恒定為1。這其實(shí)就是對(duì)菲涅爾效果的粗略描述了。

在vray的材質(zhì)球上，沒(méi)有一個(gè)能跟metalness相對(duì)應(yīng)的參數(shù)，可能有些人會(huì)以為是specular，控制反射強(qiáng)度的這個(gè)參數(shù)。實(shí)際上不行。因?yàn)閟pecular會(huì)整體改變整個(gè)材質(zhì)球的反射強(qiáng)度，而metalness只改變F0的正面反射率，側(cè)面永遠(yuǎn)是1。

不過(guò)剛才也說(shuō)了，F(xiàn)0和折射率，也就是IOR，有對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以通過(guò)公式進(jìn)行換算。所以vray里，IOR某種程度上可以對(duì)應(yīng)metalness。

roughness = 1 - glossiness 這兩個(gè)單詞本身就是反義詞。

normal或者bump不用說(shuō)了。

以上只要完全把屬性一一進(jìn)行對(duì)應(yīng)，vray的材質(zhì)可以完全還原pbr材質(zhì)的效果。但是vray的材質(zhì)還有很多很多別的功能，比如說(shuō)透明、半透明、物理算法的3s效果，diffuse 本身的roughness屬性都是pbr沒(méi)有的。

另外，有些pbr材質(zhì)具有specular屬性。比如說(shuō)UE4的pbr材質(zhì)，然而這里的specular和vray里的specular有些近似，但不同。UE4材質(zhì)球的specular指的其實(shí)也是F0的反射強(qiáng)度，默認(rèn)0.5對(duì)應(yīng)的就是F0的0.04，往0調(diào)會(huì)略微降低F0，往1調(diào)會(huì)略微提高F0。

還有一點(diǎn)非常關(guān)鍵，我放在最后講。就是原則上用正確的方法去鏈接貼圖，可以讓vray材質(zhì)球得到和pbr材質(zhì)球非常近似的視覺(jué)效果，但是對(duì)于邊緣的反射強(qiáng)度處理是不一樣的，雖然說(shuō)由于菲涅爾反射的存在，模型的邊緣處反射率恒定為1，但是當(dāng)物體微表面粗糙的時(shí)候，光線(xiàn)在邊緣的地方，容易發(fā)生相互的反射、遮擋等等，會(huì)讓反射率從宏觀(guān)上看起來(lái)有所下降。目前我測(cè)試過(guò)幾款渲染器，vray arnold 和mr對(duì)于邊緣處反射模糊的處理和pbr材質(zhì)球都不一樣，并且實(shí)際上是錯(cuò)誤的；唯一我發(fā)現(xiàn)正確處理的是redshift的材質(zhì)。

如果你使用的是vray arnold 或者mr渲染器，并且沒(méi)有意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題，那么可以說(shuō)絕大多數(shù)你調(diào)的材質(zhì)都是錯(cuò)的。按照pbr材質(zhì)的思路走才是對(duì)的。具體怎么做的話(huà)，還要說(shuō)很多。