# 美术贴图资源 PBR 流程

# 两种工作流程

Metal / Roughness 容易调参，应用广泛，但是无法调节菲涅尔反射值。

Specular/Glossiness 的话，可以修改菲涅尔值，但是容易破坏能量守恒。

# 金属 / 粗糙度工作流（Metal / Roughness）

# base color RGB 贴图 - sRGB

我们通过折射率算出的折射光线是被吸收的光线。对于金属来说部分光线反射，折射光线直接被吸收。金属的颜色来自于折射的光线也就是 F0, 也就是说金属的 F0 就是金属的颜色。
虽然金属度为 1 通常是剖光金属，通常金属可以在 235-255 sRGB 之间，这个区间的材质反射率需要满足： 70-100%（Base ColorMap 180-255 sRGB）。
混合材质（即非导体和金属导体混合材质）则可以认为同时储存了两种数据；

数据范围
原则上说，base color 中不会存储光照信息，所以对储存的数据有范围的约束。

非导体： 暗色值，尽量不要低于 30-50sRGB，严格控制下应该不低于 50sRGB。对于亮色值，贴图中不应该高于 240sRGB。

导体：金属一般会有 70-100% 的镜面反射，映射到 sRGB 大概为 180-255，

# 例外：

过于微小，不适合储存在 AO 中的光影信息，可以存在 micro-occlusion，可以叠加在 basecolor 中增加细节。但是这部分数据与 ao 数据中的光影信息不同，不仅影响漫反射，还影响高光反射部分。

# Metallic 贴图 灰度贴图 - Linear

通常用于区分金属与非金属。通常当做 Mask 使用，非金属的 F0 通常不是手动创建的，如果一个位置的金属度是 0，会把这个位置的 F0 当做 0.04 处理。

储存数据
对应区域的金属度。作用类似于涂层的遮罩，告诉着色器应该如何去解读 Base Color 贴图中的 RGB 数据。0.0 纯黑代表非金属，1.0 纯白代表纯金属。

例如使用不同的金属度来表现金属锈蚀的程度。

metallic 贴图要点

1. 腐蚀、氧化、污渍的金属不是金属，黑色的金属度，和灰色的非金属程度。
2. 金属度应该被当做一个 Mask，用来告诉 Shader 如何解释 Albedo 贴图中的颜色信息。（金属：反射率，非金属：反射颜色）
3. 金属度不能总是 0-1，在 0-1 之间应该有很窄的过渡灰。
4. 金属度为 0.85-1（ 235-255 sRGB ）的区域需要有高于 70-100%（180-255 sRGB 或者 186-255）的反射率。
5. 如果金属度低于 235 sRGB 那么需要降低对应 BaseColor 当中的颜色。降低程度可以根据氧化层、污渍层、腐蚀层的程度来决定。

# Roughness 贴图 灰度贴图 - Linear

储存数据

对应区域的光滑程度，不规则度。纯黑（0,0）代表平滑表面，纯白（1,0）代表了粗糙表面。

# F0 反射率

F0=Fresnel Reflectance at 0 Degrees

1. 电介质 (dielectrics) : 0.02-0.05 如果不确定可以设置成 0.04
2. 导体 (conductors) : 0.5-1.0

表面的反射率由折射率决定

$$F0 =( \frac{n-1}{n+1})^2$$

非金属（电介质 / 绝缘体）应该是灰色值，金属（导体）应该是 RGB 值。对于光滑的表面电介质 F0 应该在 2% 和 5% of 之间，斜略角 100% 他的 F0 变化不大。金属变化比较明显。通常 F0 和导体和绝缘体相关，宝石是例外。

在 ue 里 F0 就是 Specular 贴图，默认是 0.5, 其中在 F_Schlick 公式的 SpecularColor，是

1
2
3
4
5
6
7
8
9

half DielectricSpecularToF0(half Specular)
{
	return 0.08f * Specular;
}

half3 ComputeF0(half Specular, half3 BaseColor, half Metallic)
{
	return lerp(DielectricSpecularToF0(Specular).xxx, BaseColor, Metallic.xxx);
}

# 镜面反射 / 光泽度工作流（Specular/Glossiness）

# Diffuse RGB 贴图 - sRGB

Diffuse 贴图中的颜色表示的是漫反射颜色，原始金属由于没有漫反射，颜色应该为纯黑（0.0）。
Diffuse 贴图除了微观遮蔽（Micro-occlusion）外不应该带有其他光照信息。
除了表示金属的纯黑（0,0）外，暗色值最多不应该低于 30sRGB，严格 50sRGB。
亮色值不应该高于 240sRGB。

# Specular RGB 贴图 - sRGB

储存数据：F0（0 度菲涅尔反射值）

F0 值都是基于真是世界测量的，没有需要时，尽量不要使用反常规的数值。严谨一点应当查表。不要忘记线性空间和 sRGB 的转化

# Glossiness 灰度贴图 - Linear

光泽度贴图用于描述表面不平整度的贴图，表面不平整会造成光的散射。
这个贴图中，纯黑（0.0）代表的是粗糙，纯白（1.0）代表平滑表面。这和 M/R 工作流中的粗糙度贴图时完全相反的，但是在设计侧却有着类似的制图原则。

# 总结

BaseColor/Diffuse/Specular 一般用 sRGB 空间来输入输出 就是 gamma 空间

Metallic/Roughness/Glossiness 一般用线性空间输出