Unreal Engine 4 —— Physically Based Materials

嗯……这篇博客应该是2015年写的，回想一下当年青涩单纯可爱的我简直手动捂脸……

Physically Based Materials

何为Physically Based Materials？

Physically Based Materials，字面意思就是基于物理的材质。换句话说这种材质能够真实表现光从光源射到物体上再反射到摄像机/人眼中的过程，因此看起来更加自然，也更加精确。如果你读过PBRT的话应该会对这句话有很深刻的认识……UE4有自己的着色模型。各位看官如果功力深厚，可以直接前往查看……

材质参数

UE4的材质参数有4个，输入范围都是0~1之间……分别为：

• Base Color
• Roughness
• Metallic
• Specular

值得一提的是，Base Color, Roughness 和Metallic的通道与Disney的着色模型是一样的，有兴趣的可以直接查看……

还有，Specular通常是不连接的，默认值为0.5。对于漫反射极强的材质，你可能需要将这个值设定为0.

Base Color

Base Color指的其实就是材质的本来颜色。既然是颜色那么自然是以Vector3作为输入，这个输入会自动clamp到0.f~1.f范围之间。

• 以下列出了一些非金属材质所对应的BaseColor值，这些值都是Intensity，也就是只是一个浮点数：

材质	Intensity
木炭&新沥青	0.02
老沥青	0.08
裸露土壤	0.13
青草	0.21
沙漠地	0.36
新鲜混凝土	0.51
海冰	0.56
白雪	0.81

• 以下列出了金属材质对应的BaseColor：

材质	Color (R, G, B)
铁	(0.560, 0.570, 0.580)
银	(0.972, 0.960, 0.915)
铝	(0.913, 0.921, 0.925)
金	(1.000, 0.766, 0.336)
铜	(0.955, 0.637, 0.538)
铬	(0.550, 0.556, 0.554)
镍	(0.660, 0.609, 0.526)
钛	(0.542, 0.497, 0.449)
钴	(0.662, 0.655, 0.634)
铂	(0.672, 0.637, 0.585)

Roughness

字面意义上来说，这个通道控制了材质的光滑程度。说的通俗一点，它控制了这个材质的反射是更加Blurry（中文好像叫钝）还是更加Sharp。说的更通俗一点，就是镜面反射的范围更大还是更小。0代表着完全的镜面反射而1代表着完全的漫反射。

↑非金属，↓金属

那有人就会问了，Roughness贴图该怎么进行制作呢？看了这些之后你应该就知道Roughness和Specularity有很多功能是重叠的，也就是说你可以针对与你以前的Specularity贴图来制作Roughness贴图。

另一方面，现在也有各种的针对于这种着色模型的软件，我个人比较喜欢Substance Painter&Designer，可以直接导出UE4的对应贴图。

Metallic

还是如字面意思所讲，Metallic的意思是你的材质有多像金属。非金属材质的值为0，金属材质值为1.对于一些材质比较纯的表面来说，例如纯金属，纯石头，纯塑料，这个值要么是0，要么是1.当然，如果你的材质是属于混合的，例如生锈的钢铁等，那么这个值就会在0~1之间。

Substance也可以直接导出Metallic贴图，Try it!

Specular

前面提到，这个通道通常是不连的，默认是0.5.但是如果我们更改这个值，通常会影响自阴影以及折射。这个就不展开说了，有兴趣可以自己去读论文……

下面列出一些常用材质的Specular值：

材质	Specular
塑料&玻璃	0.5
石英	0.57
冰	0.224
水	0.255
牛奶	0.277
皮肤	0.35

——全文完——