火星时代:如何在影视渲染中使用PBR流程?汇总
VRAY渲染流程

VRAY渲染流程VRAY(全称为V-Ray)是一种基于物理渲染算法的高级渲染引擎,广泛应用于电影、电视、广告、建筑和游戏等行业。
它提供了强大的渲染功能和灵活的参数设置,使用户能够创建真实、高质量的渲染图像。
1.导入场景:在开始渲染之前,首先需要将要渲染的场景导入到VRAY中。
可以将3D模型、材质、灯光等元素导入到VRAY中,使其成为渲染的对象。
2.设置相机:VRAY使用相机来模拟真实世界的观察视角。
用户可以设置相机的位置、方向、焦距等参数,以控制渲染图像的视觉效果。
3.创建光源:光源是VRAY中非常重要的一个因素,它决定了渲染图像中物体的亮度和阴影效果。
用户可以创建各种类型的光源,如平行光、点光源、聚光灯等,并设置其亮度、颜色和衰减等属性。
4.设置材质:材质决定了物体的外观和表面特性。
VRAY提供了丰富的材质选项,包括金属、玻璃、布料等,用户可以选择并调整合适的材质属性,以达到所需的渲染效果。
5.调整渲染参数:VRAY提供了大量的渲染参数,用户可以根据需求进行调整。
例如,设置渲染分辨率、抗锯齿程度、采样质量、色彩校正等,以优化渲染图像的细节和色彩效果。
6.计算光线追踪:光线追踪是VRAY中的核心渲染算法,它模拟了光线在场景中的传播和反射。
VRAY会根据光源、材质和相机等参数,计算光线的路径和相交点,以生成最终的渲染图像。
7.渲染图像:当所有参数和设置准备好后,可以开始执行渲染。
VRAY 会根据设定的渲染参数,对场景中的每个像素进行计算和采样,并将渲染结果输出为图像文件。
渲染时间的长短取决于场景的复杂度和计算机的性能。
8.调整和优化:完成渲染后,用户可以对渲染图像进行评估和调整。
如果需要改善一些效果,可以返回到前面的步骤,对参数进行调整并重新渲染,直到满意为止。
总结起来,VRAY渲染流程包括导入场景、设置相机、创建光源、设置材质、调整渲染参数、计算光线追踪、渲染图像和调整优化等步骤。
通过合理设置和调整这些参数,用户可以创造出逼真、高质量的渲染效果。
pbr是什么意思

pbr是什么意思
次时代这个名词近年来被大家所熟知,那么3d设计师们应该常听说PBR这个单词,那么究竟什么是PBR呢?
PBR:Physically Based Rendering 基于物理的渲染过程,是一种着色和渲染技术,用于更精确的描述光如何与物体表面互动,由于其高度的易用性以及方便的工作流,已经被电影和游戏业界广泛使用。
PBR的优势在于其通过精确的物理计算公式,可以准确的得到各种光照环境下的效果,为不同的3d设计师们提供统一的工作流程。
而PBR的工作流程主要分为两种,一种是基于金属的工作流,一种是基于镜面反射的工作流,它们都遵循着PBR的核心原理,最大的区别是如何识别反射与漫反射。
两种工作流传统材质的贴图为法线(Normal)、环境光遮蔽(Ambient Occlusion)、高度(Height)贴图。
pbr1标准

pbr1标准
PBR1(Physical Based Rendering 1)是一种渲染技术标准,它是基于物理原理的渲染方法,旨在更准确地模拟真实世界中光线的行为和材质的表现。
PBR1标准的主要目标是实现逼真的图形渲染,以提供更真实、更令人信服的视觉效果。
它主要关注光照、材质和阴影的表现,并且尽可能地符合物理规律。
以下是PBR1标准的一些关键特点和概念:
1. 物理材质:PBR1使用物理上可测量的属性来描述材质,例如反射率、粗糙度、金属度等。
这些属性能够更准确地模拟材质的外观和光线的交互。
2. 真实光照模型:PBR1使用基于物理的光照模型,例如菲涅尔反射、漫反射和镜面反射等。
它考虑了光线的衰减、折射、散射等特性,以模拟现实世界的光照效果。
3. 环境光照:PBR1通过使用环境光照球(Environment Lighting)来模拟间接光照效果。
它基于环境贴图和全局光照(Global Illumination)
技术,能够更真实地渲染反射和折射效果。
4. 纹理贴图:PBR1支持多种纹理贴图,例如漫反射贴图、法线贴图、金属贴图等,以增加材质的细节和真实感。
5. 阴影:PBR1使用基于物理的阴影算法,例如光线追踪(Ray Tracing)和阴影映射(Shadow Mapping),以模拟真实世界中的阴影效果。
PBR1标准被广泛应用于游戏开发、电影特效和计算机图形学领域,它能够提供更逼真的视觉效果,并且为艺术家和开发人员提供了更直观、更可预测的渲染工具和流程。
pbr渲染方程

pbr渲染方程PBR(Physically Based Rendering,物理真实渲染)是一种基于物理原理的渲染方法,通过模拟真实光学和材质特性,可以让渲染出的图像更加真实和逼真。
PBR渲染方程是PBR的核心理论基础,它描述了光照、反射、折射等各个环节在数学上的表达方式。
下面是PBR渲染方程的相关参考内容,以及其衍生的一些重要概念。
1. BRDF(Bidirectional Reflectance Distribution Function,双向反射率分布函数):BRDF是描述光线在表面上反射分布的函数。
它是PBR渲染方程中的核心部分,用来计算从观察方向和光源方向发射的光线经过表面反射后达到观察点的能量分布。
2. Microfacet Model(微平面模型):微平面模型是一种用来描述表面微观结构的模型。
PBR渲染方程中常用的微平面模型有GGX、Beckmann等。
微平面模型通过设定表面的微观结构形状参数,来计算表面对入射光线的反射分布。
3. IBL(Image-Based Lighting,基于图像的光照):IBL是一种通过使用预先捕获的环境光照片来模拟真实光照的方法。
它在PBR渲染方程中起到很重要的作用,可以增加物体的真实感和细节。
4. Fresnel效应:Fresnel效应描述了介质边界处的反射和折射现象。
在PBR渲染方程中,Fresnel效应常常用于计算材质表面的反射率和折射率。
5. Light Transport Equation(光传输方程):PBR渲染方程可以看作是一种光传输方程的简化形式。
光传输方程描述了光线在场景中传播和相互作用的方式,是渲染中的关键概念之一。
6. 对数光强度空间:对数光强度空间是一种用来描述光的能量分布的颜色空间。
在PBR渲染方程中,将光照和材质的能量分布转换到对数光强度空间中进行计算,可以提高渲染结果的准确性和真实感。
7. PBR材质参数:PBR渲染方程中定义了一系列描述材质光学特性的参数,如反射率、金属度、粗糙度等。
pbr是什么

pbr是什么
PBR是光线的基本原理。
PBR即Physically-basedrendering,基于物理的渲染。
基于物理的渲染,即通过计算光线与物体表面的交互状态而实现模拟真实世界画面的一种渲染方式。
通常用于影视特效,写实风格的游戏,工业领域。
现实中的环境,肯定不止一种光源,而是有很多光源一起发生作用,光线互相交织在一起的。
光的组成包括:光源,颜色,亮度,衰减,强度,形状,以及无数的“线”。
当光或者说光线打到物体上,可以发生两种反应,一种是折射,一种是反射。
折射的光线会被吸收,或者被离散,而反射的光线则会继续进行反射作用。
根据光的折射原理,光不是在物体的表面进行折射的,而是在第二表面,也就是进入物体第二表面之后,发生的折射效应,此时光线会被离散或吸收,吸收使得光的强度变小,而离散使得光的方向发生改变,强度则不会发生改变。
而光在各种物体的表面,折射和反射的情况也是非常不同的,比如在粗糙的物体,物体的反射就会增多,光线经过多次漫反射,其光滑度就很低,比如毛衣,墙砖。
Maya mental ray 3s渲染基础教程-火星时代视频教学总结

使用次表面散射,可以模拟一些真实的光线渗透效果,次表面散射就是让光线部分渗透到模型内然后反射回来和让部分光线穿透模型,犹如一种半透明的效果。
次表面散射原理图在mental ray材质里misss都是次表面散射材质节点,也称SSS或3S材质,引入次表面散射材质节点后,会自动建立连接一个灯光贴图,有些不会,这个灯光贴图对于次表面散射的运行是必不可少的,因为它可以读取灯光的照明信息,然后显示在材质上,和最终聚集的原理在相似性。
次表面散射效果完全由材质本身产生,不用在渲染设置中进行任何设置,也就是次表面散射效果与渲染设置里的设置无关,使用mental ray次表面散射材质只用使用mental ray渲染。
次表面散射与灯光有很重要的关联,所以使用次表面散射是注意灯光的摆放位置,且至少要两个灯光,左右各一个,次表面散射的强弱也与灯光的强度在关。
常用的次表面散射材质是(misss_fast_simple_maya),(misss_fast_simple_maya)次表面散射材质不能直接连接置换贴图,要把材质的节点都显示出来,然后双击最高级别的节点,也就最右边的节点,然后把置换贴图节点连接到属性上的(置换材质)就可以把置换贴图连接到次表面散射的材质上,而凹凸贴图要连接到次表面散射材质属性里的(Bump Shader)-(Bump)上,但有些次表面散射材质不能直接进行凹凸贴图的连接,如(misss_fast_shader),要建立一个(misss_set_normal)节点作为贴图与次表面散射材质连接的桥梁,把凹凸贴图连接到(misss_set_normal)属性里的(Normal Vector)法线矢量上,再把(misss_set_normal)节点连接到次表面散射材质的(Bump)属性上。
在(misss_fast_simple_maya)次表面散射材质属性里(Unscattered Diffuse layer)集中的漫反射涂层-(Ambient)是控制环境对次表面散射材质照明的强弱,也可以理解成是控制物体的亮度,一般上不会使用此属性。
pbr材质绘制综合题
PBR材质绘制综合题1. 什么是PBR材质?请简要介绍PBR材质的特点。
PBR材质是一种基于物理的渲染技术,其特点在于能够模拟真实世界中的光线散射和反射效果,从而使得渲染出的场景更加逼真。
PBR 材质通过考虑物体表面的反射、漫反射、透明度、折射、反射和漫反射颜色等各种属性,来模拟光线在物体表面的真实反应。
2. 请简述PBR材质的制作流程。
PBR材质的制作流程包括以下步骤:(1)准备阶段:确定要使用的纹理贴图,包括Albedo(反射率)、Roughness(粗糙度)、Metalness(金属度)和Normal(法线贴图)等。
(2)创建材质:在渲染引擎或3D建模软件中创建材质,并设置材质的属性。
(3)纹理贴图:将准备的纹理贴图导入到材质中,并调整各项参数,如颜色、纹理坐标等。
(4)渲染测试:对场景进行渲染测试,观察渲染结果,并进行必要的调整。
3. 请描述在制作PBR材质时,如何处理金属和非金属材质的差异?在制作PBR材质时,对于金属和非金属材质的处理方式会有所不同。
对于金属材质,通常需要设置高金属度和高粗糙度,同时使用黑白贴图来表示表面的光滑度和反射率。
而对于非金属材质,通常需要设置低金属度和低粗糙度,同时使用灰度贴图来表示表面的反射率和粗糙度。
此外,对于不同种类的金属和非金属材质,还需要调整其他参数,如阿尔法通道、自发光等。
4. 请分享一个你制作PBR材质的案例。
以一个游戏人物为例,我首先收集了人物的各种贴图素材,包括Albedo、Roughness、Metalness和Normal等。
然后,在渲染引擎中创建了一个新的材质,并将收集的贴图素材导入到材质中。
接着,调整了各项参数,如颜色、纹理坐标等,以使得渲染结果更加逼真。
最后,进行了渲染测试,并对场景进行了必要的调整。
通过这个案例,我成功地制作出了一个逼真的游戏人物PBR材质。
基于物理的渲染 Blender中的PBR材质设置
基于物理的渲染:Blender中的PBR材质设置Blender是一款功能强大的三维建模和渲染软件,它提供了广泛的功能和工具,可以创建逼真的图像和动画。
其中,基于物理的渲染(PBR)材质设置是Blender中实现逼真效果的关键。
PBR材质设置是一种基于物理光学原理的渲染方法,它允许艺术家们以更真实的方式模拟材质的行为和光照反射。
Blender通过其内置的渲染引擎Cycles和Eevee支持PBR材质设置。
首先,打开Blender并选择一个模型,然后切换到“材质”选项卡。
在这里,你可以创建和编辑材质。
对于PBR材质设置,我们需要关注以下几个关键部分:漫反射、粗糙度、金属度和法线贴图。
漫反射是材质表面向各个方向均匀地反射光线的能力。
在PBR中,漫反射通常使用“基色贴图”来定义材质的颜色。
你可以导入自己的贴图或使用Blender自带的纹理库。
粗糙度是材质表面的光滑程度。
较光滑的表面会反射清晰的镜面光,而较粗糙的表面则会产生散射的效果。
你可以使用“粗糙度贴图”来控制材质的粗糙度。
这个贴图应该是一个灰度图像,越暗的像素表示越光滑的表面。
金属度是材质表面反射镜面光的能力。
非金属材质通常反射散射光,而金属材质则反射镜面光。
你可以使用“金属度贴图”来定义材质的金属度。
这个贴图通常使用黑白或灰度来表示非金属和金属。
法线贴图是一种用于模拟细节和凹凸感的技术。
它通过改变光照的法线方向来创建表面的细微凹凸效果。
在Blender中,你可以使用“法线贴图”节点导入或创建法线贴图。
使用这些关键部分,你可以创建出高度逼真的材质。
通过调整基色贴图、粗糙度贴图、金属度贴图和法线贴图,你可以实现各种材质效果,如金属、皮革、石头等。
除了上述关键部分,你还可以调整其他属性来进一步增强材质效果。
例如,你可以调整材质的透明度、光照强度、环境光、反射率等。
在调整完毕后,你可以在渲染视图中预览材质效果。
Blender的实时渲染引擎Eevee可以提供快速的反馈,而Cycles渲染引擎可以提供更高质量的渲染结果。
pbr材质绘制要点
pbr材质绘制要点PBR材质绘制要点PBR(Physically Based Rendering)是一种基于物理原理的渲染技术,它模拟了真实世界中光线与物体相互作用的过程,使得渲染结果更加真实。
在使用PBR材质进行绘制时,有一些重要的要点需要注意。
一、基础知识在绘制PBR材质之前,我们需要了解一些基础知识。
首先是反射率(Albedo),它表示物体表面吸收和反射光线的能力。
其次是粗糙度(Roughness),它描述了物体表面的光滑程度。
再次是金属度(Metallic),它表示物体表面的金属属性。
二、纹理贴图PBR材质的绘制通常需要使用多张纹理贴图。
常用的纹理贴图包括反射率贴图、法线贴图、粗糙度贴图和金属度贴图。
反射率贴图用于定义物体表面的颜色;法线贴图用于增加物体表面的细节;粗糙度贴图用于调整物体表面的光滑度;金属度贴图用于定义物体表面的金属属性。
三、环境光照PBR材质的绘制需要考虑环境光照的影响。
环境光照是指来自场景中其他物体的间接光照。
为了模拟真实世界的光照效果,我们可以使用环境光照贴图。
环境光照贴图可以包含场景中的光照信息,通过对物体进行采样,使得物体表面的光照更加真实。
四、微表面模型PBR材质使用了微表面模型来模拟物体表面的微小凹凸。
微表面模型通常使用布朗运动分布函数(BRDF)来描述物体表面的反射特性。
常用的BRDF模型有Lambertian、Blinn-Phong和GGX等。
选择合适的BRDF模型可以使得渲染结果更加真实。
五、光照模型PBR材质的绘制需要考虑光照模型的影响。
常用的光照模型有漫反射、镜面反射和环境光照等。
漫反射用于模拟物体表面的均匀散射;镜面反射用于模拟物体表面的镜面反射;环境光照用于模拟物体表面的间接光照。
通过调整不同光照模型的权重,可以得到不同的渲染效果。
六、调整参数在绘制PBR材质时,我们可以通过调整一些参数来控制渲染效果。
常用的参数包括反射率、粗糙度和金属度等。
通过调整这些参数,我们可以获得不同材质的效果,如金属、塑料、玻璃等。
unity urp pbr 实现原理
unity urp pbr 实现原理Unity URP (Universal Render Pipeline) 是Unity引擎提供的一个高性能,可定制化的渲染管线,用于在各种平台上创建逼真和高效的图形效果。
它支持基于物理的渲染 (PBR);而PBR是一种模拟真实世界光照的技术,通过使用物理属性来准确地模拟光的反射、折射和吸收。
Unity URP PBR实现的核心原理是基于金属粗糙度工作流(Metallic-Roughness Workflow),该工作流具有以下基本步骤:1.准备材质属性:2.光照计算:URPPBR使用基于物理的光照计算模型,即通过计算材质的反射率和光源之间的相互作用来模拟真实世界中的光照效果。
在每个像素上,光照计算会考虑光源的位置、颜色和强度,以及材质的属性,如金属度、粗糙度等。
3.阴影计算:除了光照计算外,URP PBR还会考虑阴影对场景中的物体的影响。
它使用一种名为可见性判断 (Visibility Testing) 的技术来确定每个像素点是否在阴影中。
如果像素点被阴影遮挡,那么它的颜色和属性将受到影响。
4.着色器:URP PBR使用专门的着色器来渲染PBR效果。
这些着色器通过使用一组渲染方程 (Rendering Equation) 来计算每个像素点上的颜色和属性。
这些渲染方程主要基于光的传播和反射原理,计算每个像素上的光照亮度和颜色。
5.优化和性能调整:URP PBR还提供了一些优化功能,以提高渲染性能。
这些功能包括简化的着色模型、可调整的质量设置、具有自动屏幕贴图 (Auto Screen Te某ture) 的渲染等。
这些优化功能可以根据平台和性能需求进行调整,以获得更好的渲染性能和效果。
总结起来,Unity URP PBR的实现原理基于物理属性和光照计算模型,通过使用基于物理的光照和阴影计算,结合专门的着色器和优化功能,以实现逼真和高效的图形渲染效果。
这使得开发者可以通过准备材质属性、光照计算和优化调整等步骤,创建出更加真实和令人惊叹的游戏场景。
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火星时代:如何在影视渲染中使用PBR流程?火星时代特邀作者戴巍为大家带来今天的影视渲染教程——如何在影视渲染中使用PBR流程?在最近两年,游戏美术行业刮起了一股猛烈的PBR热潮,其热度之强不亚于当年的“次时代”。
对于几乎重新定义了游戏美术的PBR流程来说,很多朋友有非常多的疑惑。
比如说,为什么PBR的效果为什么看起来这么好;从事影视行业,是否需要学习和使用PBR流程;如果需要,那么我们又要怎么用?图片来源:神秘海域4游戏截图,PBR流程应用典范本文将从影视从业者的角度,非常细致专业地地讨论这几个问题,让大家明白这一切的来龙去脉。
(建议在理解能量守恒,菲尼尔反射,所有物体都具有反射[4],所有反射都是菲尼尔反射[5]的基础上阅读本文)一、怎么用影视的逻辑理解PBR?PBR是physically based rendering的缩写,翻译过来是基于物理的渲染。
然而这只是一个名字,只能说是一定程度上接近物理,离真正的物理还是有差距。
不过PBR流程已经可以非常优秀地描述日常生活中我们遇到的大多数材质了。
对于从事影视工作的很多朋友来说,理解PBR材质的属性有一定的困难,因为使用的词汇跟我们用的材质球上的有些不一样。
PBR使用的属性主要是这四个——diffuse、roughness、metallic、normal(这里主要讨论的是最流行的metal-rough模型,而不是specular-glossiness模型或者其他),其中diffuse、roughness、normal都和影视行业中使用一致,分别指代材质的漫反射颜色、反射模糊粗糙程度、以及法线。
而最难理解,也是差异的关键,就在这个Metallic属性上。
Metallic翻译过来是金属度,按照一些文档的说法[1],这是个很简单的概念,就是指材质是否是金属。
这个数值原则上只接受两个数值——或者1。
Metallic为的时候,这个材质就不是金属,就是所谓的电介质材质(dielectric);Metallic为1的时候,那么这个材质就是金属材质。
(除了金属以外的几乎一切材质都是电介质)然而,这只是一种很感性的说法。
对于已经有完备知识体系的渲染艺术家来说,这个参数是不可理喻的,几乎找不到任何既有的经验与之对应。
用影视从业者可以听懂的语言跟大家说的话,实际上这个参数真正控制的东西是F0,也就是菲尼尔反射中,与摄像机视线垂直的面的反射率。
之所以要叫F0,是因为摄像机视线与这个区域面法线的夹角为0度。
图片来源:allegorithmic官方帮助文档,VOLUME 1: THE THEORY OF PHYSICALL Y BASEDRENDERING [2]当metallic值为0的时候,F0的值是0.04;而当metalness值位1的时候,F0的值是1;metallic是0-1的中间值的时候,F0也会在0.04和1之间进行对应的插值,估计是线性差值。
在这个过程中F90不变,永远恒定为1(也就是图中圈出的边缘区域,标记为100%)。
F0这个属性,说起来好像我们平时也没用过啊?实际上并不是,在Arnold渲染器的默认材质Aistandard上,有一个叫做Reflectance at Normal的属性,从字面意思来说,是法线方向的反射率;这里所谓的法线方向,就是前文提到过的摄像机视线与面法线的夹角为0度时的法线方向;那么这个属性,实际上就是F0属性。
这样看的话,PBR流程里输出的贴图,似乎和我们平时使用的渲染器,都可以一一对应上,那么,从道理上来讲,我们也可以使用PBR流程的贴图啦。
二、如何在我们熟知的渲染器中使用PBR贴图?使用的方法本身也并不很复杂,不过要分成两种情况来讨论。
因为从事影视工作的朋友平时用的渲染器对于反射的处理方式有所不同,所以要使用不同的方案来对接。
在这里,我就例举两个代表性的渲染器Arnold和VRay。
(1)在Arnold中使用PBR贴图首先,我们要导出PBR的贴图供Arnold渲染器使用,在这里,我使用的贴图软件是Substance Painter;由于它提供了多样而灵活的导出方案,可以加快工作流程,所以这里选择了它。
导出的时候,直接就有Arnold的贴图预制可供使用。
其中,Diffuse贴图连接Diffuse Color通道,色彩空间为sRGB。
Specular贴图连接Specular Color通道,色彩空间为sRGB。
Roughness贴图连接Specular Roughness通道,色彩空间为linear。
F0贴图连接Reflectance at Normal通道,色彩空间为linear。
(这里要勾选fresnel选项)Normal贴图连接Bump Mapping通道,色彩空间为linear。
Bump 2d Node设置为Tangent Space Normals。
在这个过程中Specular的Weight恒定为1。
别的贴图的使用本篇文章暂不讨论。
在贴图都连接并且设置正确,渲染器的色彩空间也设置正确的情况下,通过Arnold渲染出来的结果,会和Substance Painter中截图的效果非常接近。
Substance Painter中截图的效果Arnold渲染出的效果当然,由于Substance Painter这种软件的渲染方式有很多近似计算方式,比如说反射效果是通过将环境球的图片模糊之后映射到模型上的方式来快速实现的,而并不是使用真实的光线追踪算法,所以最终的视觉效果会和渲染器渲染的有所出入。
不过,这种差异完全在接受范围之内。
并且可以通过预览时使用Iray这种GPU渲染器来弥补。
(2)在VRay中使用PBR贴图同样,首先从Substance Painter中使用VRay的预制,导出一套贴图。
大部分内容都差不多,只不过Reflection取代了Specular,这两个贴图都是用来描述反射颜色的,名称不同,意义一致。
Glossiness是Roughness的反义词,都是对反射模糊粗糙程度的描述,只不过一个指的是清晰的程度,一个指的是模糊的程度。
而最令人费解的贴图是一个叫做ior的玩意儿。
第一次接触的朋友绝对会懵。
Ior这个词是index of refraction的缩写,意思是折射率。
按照初中物理知识来说,折射率这个东西是透明的玻璃之类的物体才会有的,应该是透明物体的固有属性了,怎么会变成一张贴图?这张贴图又能起到什么样的作用?大家跟之前Arnold的输出贴图进行对比就会发现,这里的Ior贴图对应的是Arnold输出的F0。
那么进行简单的猜测,是否这两种贴图有内在的联系呢?答案也是肯定的。
我们在Allegorithmic出的帮助文档[2]上可以找到这样一个公式:大家不要看到公式就害怕,至少这一个就很简单嘛。
这个公式描述的就是F0和ior之间的关系。
等式左边的当然就是F0了,而右边的n则指代ior。
那么通过这个公式,我们可以粗略地感受到,F0和ior是有一种内在的对应关系的。
现在我们来尝试做一个简单的运算,当ior等于1.5的时候,可以非常容易口算出,F0是等于0.04的。
咦,似乎这个0.04有点眼熟?这种既视感是怎么回事?事实上,前文就已经出现过0.04这个数字了。
“当metallic值为0的时候,F0的值是0.04”。
0.04就是PBR流程里,给所有非金属物体的F0强制设置的值,与之对应的,ior的值为1.5。
根据影视渲染的知识体系,我们知道,ior这个属性,也是可以用来描述反射强度的。
一般我们会使用1.3到1.6之间的ior去设置非金属材质,20以上的ior去设置金属材质。
这里插个小知识。
认真看到这里的朋友可能会有个疑问,就是我们平时做渲染,ior可能会给得比较多变,但是按照我前面说的内容,好像PBR里非金属的物质,恒定使用1.5的ior不改?那岂不是反射强度都是一样?这样做出来的材质能对吗?大家可以再看看文章开篇神海4的场景,他们也是用的这套系统做的,并没有什么不妥。
为什么恒定用1.5的ior不会有问题?因为自然界中所有的非金属物质F0的变化也无外乎在0.02-0.05之间变动[2],差异非常小,就算全都用0.04,也看不出来太多变化。
而某些软件也考虑到这个问题,会在基本的PBR参数上增加一个参数来稍微控制一下F0的强度,让艺术家有更大的操作空间。
比如虚幻4游戏引擎的材质,就有一个Specular 属性,但是这个Specular却和传统的Specular完全不同。
它实际上发挥的作用是让F0能够从0.02到0.06进行变化。
大家可以点开本文后面的链接,虚幻4的帮助文档上有滑条可以拖动观察效果。
[1]将PBR的贴图连入VRay的材质,和Arnold的方法几乎一致,除了要将ior贴图连入材质的ior通道以外。
并且这里还有一点非常注意的事情是,这里我们一直在说的ior贴图,严格意义上说应该是1/ior贴图。
大家可以看看输出的这张1/ior贴图,你可以想象一下,如果输出的是ior贴图,因为ior 的值,非金属是1.5,金属也要大于20,都是大于1的值,体现在贴图上的话,肯定就是纯白的一片,不会是这样的灰度图。
那么我们是不是要在三维软件中,再对这个1/ior贴图进行一个反转,得到真正的ior 数值以后,再插入ior通道呢?如果你使用的是VRay渲染器的话,就没有这个必要,因为VRay会自动识别插入ior通道的数值,小于1的话,就自动当做1/ior处理。
以上,就通过讲解在Arnold和VRay这两款渲染器中使用PBR贴图的方法来梳理了F0贴图和ior贴图的使用方法,其他各种渲染器也无外乎就是使用这两种方法之一。
有意思的一件事情是,Redshift这款渲染器,因为借鉴了大量其他渲染器,所以,材质球上同时继承了F0和ior的接口。
同时,在新版本的RsMaterial材质(即开源的Alsurface 材质升级版)当中,居然还做了Metalness这个属性,可以直接像游戏引擎一样和PBR流程进行对接,也是蛮潮的。
[3]三、PBR材质真实感的来源很多朋友一直疑惑,为什么使用PBR流程以后,游戏的画面会有那么大的提升,甚至已经开始超越影视级别的效果,是不是影视里用的流程比不过PBR流程?通过本文前面的阐述,大家会发现,PBR流程里输出的贴图,我们在各种渲染器里也是照用,渲染出来的效果接近甚至更好。
也就是说,游戏PBR流程出来的效果,用影视的制作方法是完全可以复刻甚至超越的,但是反过来不行。
PBR流程只是对电介质和金属这两大类材质进行了很好的定义,但是对于透明材质3s 材质之类的,有很大缺失。
那么,为什么PBR流程还是给大众留下了好像比影视流程更真实的印象呢?通过前文的叙述,大家是否发觉一件事情,PBR流程对于反射参数的修改,就只有两个——F0和Roughness。