这就类似于生活中的身份证扫描仪,虽然不那么严谨,但可以说是对物体进行高清拍照。它能记录下物体表面的颜色、深度、粗糙颗粒等诸多信息,并将这些信息存储在图像元数据中,后续进行相应处理。
当在三维程序中读取和调用这些信息时,计算机便能大致模拟出被扫描物体的一些表面特征,从而再现所描述材料的视觉特征,满足人们的视觉观感需求。
PBR 的核心原理
PBR 材质系统是基于物理规律和光学原理来定义材质属性的。它着重考虑了物体表面的反射、折射、漫反射等特性。其中关键的概念有:
双向反射分布函数(BRDF):细致地描述了物体表面对不同方向光线的反射特性。
能量守恒:有力地确保了反射和折射的能量总和符合物理规律。
PBR 材质的关键属性
粗糙度:决定着表面的粗糙程度,对光线的散射和反射有着重要影响。
金属度:明确表明物体是否为金属。金属物体具有独特的反射特性,与非金属物体有着显著区别。
反射率:反映了物体对光线的反射能力。
此外,在三维平台使用扫描纹理时主要以位图形式呈现,并遵循 PBR 工作流程。主要的贴图类型包括:
Diffuse map-漫射贴图
AO map-环境阻光
Bump map-凹凸贴图
Displacement map-置换贴图
Normal map-法线题图
Roughness map-粗糙贴图
Rough Ao map-粗糙环境吸收贴图
Specular map-高光贴图
Metalness map-金属度贴图
只需将对应贴图载入到相应的贴图通道,就完成了纹理的加载,计算机将根据图像提供的信息转换为数据值,参与场景的光照渲染计算,这确实是一种极为出色的流程方式。
PBR 材质的工作流程
在创建 PBR 材质时,通常需要遵循以下步骤:
收集参考资料:涵盖真实物体的照片、材质样本等,以获取精确的视觉参考。
确定材质属性:依据参考资料,设定粗糙度、金属度等关键属性的值。
进行纹理绘制:比如绘制颜色纹理、粗糙度纹理等,以增添材质的细节。
在渲染引擎中应用:把设置好的 PBR 材质应用到场景中的物体上。
PBR的优势和应用
PBR 材质系统的显著优势在于能够提供高度逼真的渲染效果,在游戏、影视、虚拟现实等众多领域都得到了广泛应用。
在角色制作中,PBR可以确保角色的皮肤、布料等材质在不同光照下都有出色的表现。例如,角色的布料柔软度、纹理凹凸感等细节都会得到更加逼真的呈现。
PBR在场景渲染中的应用同样显著。它能够模拟真实世界中的光照效果,如阴影、反射等,为游戏世界提供更加逼真的视觉体验。
除了追求真实感,PBR也可以用于实现特定的艺术风格。例如,追求风格化的Non-Photorealistic Rendering(NPR)渲染管线,通过调整shader和引擎内部设置,实现独特的美术效果。
由于PBR在不同平台上具有相同的渲染效果,因此它成为跨平台开发的重要工具。开发者可以在多个平台上使用相同的渲染技术,确保游戏视觉效果的一致性。它让虚拟场景和物体更显逼真,极大地提升了用户的沉浸感和体验。
PBR材质两款常用软件
一般PBR流程主要通过Substance旗下的两款软件去实现---Substance Designer和Substance Painter。
但这两款软件各有侧重点,Designer偏重于材质,Painter偏重于贴图。
根据官方数据统计,已有超过95%的3A游戏工作室在工作流程中使用Substance Designe,使其成为PBR材料创作的行业标准。原因在于它的材质不仅效果上更加贴近于真实,而且制作效率上也要比传统快很多,还能提高容错率,降低修改成本。
Substance Painter它是一个独立的软件,全新的 3D 贴图绘制工具,又是最新的次时代游戏贴图绘制工具,支持PBR基于物理渲染最新技术,它具有一些非常新奇的功能。
尤其是它的粒子笔刷,可以模拟自然粒子下落,粒子的轨迹形成纹理,无论是模拟模型上的水、火、灰尘等效果,都能帮助我们淋漓尽致地表现出来, 一次绘出所有的材质,几秒內便可为你的贴图加入精巧的细节。
可以在三维模型上直接绘制纹理,避免了UV接缝造成的问题,功能非常强大!
与传统游戏相比,次世代游戏是把次世代游戏开发技术融入到现代游戏之中,通过增加模型的面数(ZBrush高模)和贴图的数据量(PBR材质)并使用次世代游戏引擎(UE/Unity)改善游戏的画面效果,使网络游戏可以达到主机平台游戏的画面效果。
根本原因还是人们对于“游戏画质”和“建模精度”要求越来越高,甚至要达到影视级别的画面,而随着Maya、Zbrush等国外先进制作软件的普及和游戏引擎的发展,还有硬件爆炸式发展对传统游戏带来巨大变革,从而下一代充满无限可能。
除了跟次世代游戏打交道,还有次世代动漫、影视、手绘、同人画等不同创作形式和内容,所以说“次世代”的扩展领域还是很大的。返回搜狐,查看更多