Substance Designer 学习笔记之五：PBR贴图解密

基于PBR的贴图有什么原理，如何应用？

【前言】

      很多人都问：渲染时候，制作的材质为什么看起来很假？其实，渲染是否真实与灯光、环境有关系之外，还与材质使用的贴图有密切关系。自然界中的物质形态很复杂，哪有一点划痕没有的玻璃，哪有一个没有腐蚀的金属，哪有一块没有掉漆的木板，哪有一块没有一点污垢的塑料？如果不用贴图去控制材质的漫反射、反射、粗粗、凹凸等属性，仅仅用它自带的属性去调节，最后渲染出来一定是一个完美、理想化的玻璃、金属、木板、塑料，那是实验室的物品！在室内表现可能用得多一些吧？但离生活很远，感觉很假！所以，贴图很重要。

      有些教程，比如那个著名讲解ARNOLD渲染教程，作者使用节点一层层，密密麻麻在反复叠加各种节点，感觉好复杂啊！你说他在做啥？告诉你，他在用ARNOLD渲染器自带材质节点，努力在拼凑一张合适的贴图而已！你可能问，为什么PS轻松制作一张贴图，用纹理节点直接载入各个通道不就完啦吗？聪明！就是应该这样。制作几张准确描述特性的贴图吧，精细控制材质的相关属性，在合适环境下渲染，那么就能渲染出真实的物体。所以，准确贴图对于真实渲染很重要。

现在，材质都流行节点编辑了，不会节点编辑，好像就不是“高手”。你知道为什么编辑如此复杂吗？

OCTANE材质节点编辑，很复杂啊！其实，本质上都是为几个通道制作几张合适的贴图而已，只不过这些贴图是由OC节点生成的。

      上述材质节点编辑这么复杂，目的只有一个：想为一个材质通道编写一个完美准确的纹理贴图！如果想得到完美贴图，至于花这么大力气吗？把模型的UV展开，使用目前流行的SD（Substance Designer ）和SP（Substance Painter）制作不就完了吗？哈哈，的确是，至少美工是这么想的。用二者制作纹理贴图效率高、质量好。但问题是使用SD和SP制作的贴图是基于PBR渲染技术的。你知道PBR技术原理吗？这些贴图与普通贴图纹理有什么不同？渲染器如果直接使用这些贴图，渲染可能会出问题。你知道出问题的贴图是哪一个吗？

      我以前转载不少关于 PBR（基于物理渲染Physically BasedRendering）的文章，其实那个时候，我也是刚刚接触。通过几年的学习和使用，现在回过头看那些转载PBR的文章，基本上都是很基础，而且都没有说透。 我们知道SD它能制作程序纹理材质包Sbsar，而SP能够利用程序纹理材质包Sbsar，去绘制各种位图贴图。而二者生成的纹理贴图都是基于PBR技术的，这些生成的贴图与传统三维软件使用的贴图有区别。所以，你不能用SD和SP制作出来的贴图，在有些不支持PBR技术的三维软件中去渲染，那个效果肯定不会好。因为现在三维动画软件渲染器很多都不支持PBR（基于物理渲染）技术，你不能把这些PRB贴图非要与这些渲染器混在一起使用，而应该灵活使用贴图，以达到效果为主。如果你想要静帧渲染图片，建议你最好使用TOOLBAG或者Substance Painter自带的渲染器渲染，能保证渲染质量和要求，因为它们是支持PBR的！三维软件中物理渲染器prorender，corona，oc，arnold，redshift等渲染器，要想使用这类贴图，你需要知道原理，然后找好相应通道载入贴图。否则，渲染的效果绝不是你想要的，嘿嘿。

        PBR（基于物理渲染）技术是一个很新的技术，我们都是通过阅读网上关于PBR的文章来学习的。那些文章大部分都是熟悉GPU，掌握图形图像算法的大咖们写或翻译的。对于美工来说，看了非常头痛。我也是读了很多这类的文章，看了很多数学公式。我感到这些数学算法公式，对于美工理解和学习太难了，知道这个SHADE模型是怎么回事就行了。这篇文章，我将以美工的视角，把我读过的一些PBR文章进行总结，以图文形式让你快速了解这个新技术。目的：一是更深入理解光和介质交互；二是SD和SP，制作出合理的贴图纹理；三是深入了解各种贴图；四是正确使用PBR纹理贴图。

        引言写的有点多，无非想说这是一篇很重要的理论文章，注意理解图表下的每一句话。

  【学习】

一、什么是PBR?