如何控制材质的反射效果?


高光

此参数控制非金属材质的反射率的强弱。它是专门为方便艺术家调整材质反射效果而设计出来的参数。
  • 当金属度=1时,高光参数对材质没有影响。
  • 当金属度=0时,高光参数影响材质反射率。
由于菲涅尔现象的存在,光线垂直照射材质的反射率是最弱的,被称为F0反射率(Fresnel Reflectance at 0 Degrees)。由于光路的可逆性,你也可以理解为当摄影机或观察者垂直观看材质表面,将看到最为微弱的反射效果。
  • 当“高光”参数=0时,材质F0强度也为0%,材质没有镜面反射现象,只有漫反射现象。 
  • 当“高光”参数=1时,材质的F0强度为8%的反射率,这是非金属材质的最高反射率,一般宝石,玉石等材料会达到这个数值。
高光数值0-1线性对应着非线性材质0%-8%的F0反射率。例如高光值=0.5就代表正对材质方向是4%的反射率。
大部分非金属材质的F0在2%~5%之间,换算成高光数值就是0.25~0.625。也就是说,在制作非金属材质时,高光参数最低不要低于0.25。水材质的高光参数就是0.25,绝大多数非金属材质(玻璃,塑料等)高光值在0.5左右,宝石,玉石的高光系数可以设置为高光=1.0。


粗糙度

此参数描述材质表面微观的粗糙程度,宏观上会影响反射效果是否模糊。
  • 粗糙度越低,代表材质表面越平整,反射光路会接近理想的镜面反射,宏观上材质表面反射到的画面会越清晰。
  • 粗糙度升高,代表材质表面微观上逐渐变得崎岖不平,反射光路在一定范围内不规则抖动,宏观上看到的反射画面会变模糊。
“粗糙度”与“光泽度”是反义词,理论上将“光泽度”贴图做反相处理,就会得到“粗糙度贴图”。

粗糙度贴图

很多材质表面的情况是复杂的,不能只用单一的粗糙度数值定义整个表面。例如:覆盖了脏痕的地砖,地砖表面较为光滑,粗糙度较低,而灰尘、脏痕、砖缝的粗糙度数值会上升。这时候就要使用一张粗糙度贴图来定义表面复杂的粗糙度变化。
粗糙度贴图的数值范围是0-1,对应黑到白的像素变化。贴图为黑色像素,意味着粗糙度数值=0,材质非常光滑,而像素颜色越接近白色,意味着材质表面越粗糙。因此,一张典型的粗糙度贴图看起来如下,从宏观上来看,“越平滑的表面越暗,而脏痕都是亮的”。
如下图,地砖贴图整体较暗,但砖缝,灰尘,划痕,鞋印,均为较亮的像素值,表示这些地方更“粗糙/脏”。

粗糙度贴图详细参数

粗糙度图栏位中有贴图时,点击“详细参数”按钮,可以展开粗糙度贴图编辑参数面板。
其中的反色、单独UV、三向映射修复参数的用法与基础色贴图编辑面板完全一致,此处不再赘述。


金属度

这是D5渲染器所使用的PBR(金属度-粗糙度)材质流程中最具有代表性的参数。
金属度参数的作用非常直观:它定义了材质是否为金属。
  • 金属度=0,材质为非金属,金属度贴图为黑色。
  • 金属度=1,材质是金属,金属度贴图为白色。
在实际操作过程中,我们要先判断自己要制作的材质是金属还是非金属,在0或1的数值之间选取一个。以下图为例,基础色为黄色时,金属度=1,材质看起来像金子;金属度=0,材质看起来像黄塑料。
在材质编辑时,先判断材质是否为金属。是金属,金属度值设置为1。不是金属,金属度设置为0.
0-1之间的金属度数值有什么用?
既然绝大多数材质不是金属就是非金属,那么金属度控件为什么是0-1的连续滑竿呢?做成开关不可以吗?这是很多用户都会有的疑问,也是非常值得解释的话题。纯金属材质的金属度的确应该是1,但是,如果金属受到了锈蚀,污染,灰尘的遮盖,在这个区域内,本质上是金属和非金属的混合物,那么它的宏观金属度会小于1,甚至接近于0。灰尘、油渍覆盖的金属,或氧化锈蚀的金属,一般按非金属处理,锈迹的金属度会设置为0,或者非常接近0的数值。一些半导体材质,如硅,锗,其金属度也介于0-1之间。另外,我们在实际制作材质的过程中,不仅会遇到单一材质的情况,还经常会遇到混合材质的情况。如:局部生锈的金属。在这种情况下,我们就需要使用一张金属度贴图,来定义哪些地方是金属,哪些地方是灰尘和锈迹,这时候0~1之间的金属度数值就非常有用了。
2023-02-09
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