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什麼是PBR？

一，基於物理的材質（Material）

二，基於物理的光照（Lighting）

三，基於物理適配的攝像機（Camera）

以上三個部分都去參照物理理論去做引擎設計，理論上就能得到和真實攝像機基本相同的畫面。例如基於物理的攝像機透過調整光圈、快門速度等改變曝光度，燈光采用物理測量單位進行計量，材質使用基於物理測量值的光照模型進行計算。所有的這一切是一個系統，是相輔相成的，今天主要討論基於物理的材質與貼圖，物理光照和物理相機暫時不作過多討論。

說完PBR的範疇，我們來聊聊PBR材質，也就是我們平常聊天時說PBR的含義，PBR指一整套基於物理引數的美術流程和渲染流程。美術流程主要是貼圖製作上的，一般與PBR流程進行比較的是手繪流程。手繪流程是另一種3D美術製作流程，只使用一張diffuse漫反射貼圖來描述模型外觀，這就導致陰影和高光資訊必須是畫在diffuse上的。

也就是說，當場景中的光相對於模型的方向發生改變，或者攝像機位置發生改變，高光和陰影並不會發生改變，並且由於沒有高光方面的引數輸入，所以材質沒有辦法構建合理的反射，而金屬這些東西如果沒有反射，效果就會大打折扣。

在PBR流程成熟之前，手繪流程引入了一些技術，例如透過建立高低模然後透過烘焙輸出一張Normal法線貼圖，帶來模型結構上的凸出和凹陷的陰影，這就是我們所說的次時代美術流程。再比如透過增加一張Specular高光貼圖，控制高光顏色和高光強度，帶來動態的，可變顏色的高光，手繪流程在過去的端遊以及所有的手游上比較常見。例如魔獸世界的模型就只使用diffuse和Specular進行渲染，模型的高光位置可以改變但是陰影位置是不會變化的。

萬智牌作為一款誕生於1993年老而彌堅的卡牌遊戲，它數年來的遊戲宣傳動畫無疑成了一部CG發展史的縮影，2012年後，我們可以明顯看到技術進步和流程規範給這片奇幻大陸裡的各類神魔換上了遠勝於前的新面板，尤其是去年依克黎的新CG，完全可以說是視覺享受了。（

萬智牌歷年宣傳片：

https：//b23。tv/jeQDqC

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而使用Substance Painter等軟體製作的PBR貼圖，一般包含Diffuse漫反射貼圖、Normal法線貼圖、Metallic金屬度貼圖、Smoothness光滑度貼圖（即Glossiness光澤度貼圖，Roughness粗糙度貼圖的反向圖）、AO（Ambient Occlusion）環境光遮蔽貼圖等提供了大量物理資訊，例如Normal提供小凹凸結構的資訊，AO提供遮蔽陰影資訊，Metallic提供材質在多大程度上貼近金屬的資訊，Smoothness提供了材質在多大程度上是光滑的資訊等等。所有這些資訊使基於物理的渲染成為可能，在Shader中我們可以根據這些資訊計算出實時的陰影，實時的高光，實時的反射，實時的菲涅爾效應，可以讓模型在不同的光照環境下都能得到比較合理的光照表現。今天就閒聊到這裡，咱們下次見~

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