基于物理的渲染(PBR)
基于物理的渲染(PBR)是什么?
PBR 是一套让 3D 表面看起来真实的系统,它通过模拟光线在物理世界中的真实行为来实现,使用一组标准化贴图来描述颜色、粗糙度与反射性。
一图看懂
- 别称
- PBR基于物理的着色PBS
- 主要用途
- 游戏资产纹理实时渲染虚拟拍摄产品可视化3D 影视视效
- 常用工具
- Substance 3D painterBlenderUnreal engineUnityMayaAI texture generators
- 相关术语
- TextureGame art pipelineConcept to game-readyShadingRay tracing
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对比与差异
传统着色模型为高光与漫反射使用由美术师自定义的任意参数,必须在每种光照环境中手动调整才能看起来正确。PBR 使用具有物理意义、并以真实材质行为校准的参数,确保同一材质在任意光照条件下都正确呈现,无需重做其参数。
可以这样理解…
PBR 就像给一个 3D 表面发放一本正规的科学护照:你不再只是决定它在某个场景中看起来有多亮,而是记录下它真实的物理属性,于是每个环境中的每个光源都能准确知道,当它遇到这个表面时该如何表现。
实用提示
在使用 AI 工具生成 PBR 纹理贴图时,务必核实 roughness 数值落在物理上合理的范围内:纯黑(完全光滑)与纯白(极度粗糙)对真实世界材质而言极少是正确的,常常是 AI 生成纹理需要调整的明显信号。
类型与变体
两种主要的 PBR 工作流约定是:metallic/roughness 工作流,它把表面属性拆分为 metallic 与 roughness 贴图,是包括 Unreal 与 Unity 在内的大多数实时引擎中的标准;以及 specular/glossiness 工作流,它使用 specular 颜色与 glossiness 贴图来达到类似效果,在较老的软件与某些影视渲染流程中更为常见。除此之外,专门的 PBR 扩展可处理皮肤等有机材质的次表面散射、面向纤维表面的毛发着色模型,以及能更好地表现编织织物漫反射与高光行为的布料专用着色模型。
准备好在 Morphic 里做第一个场景了吗?
试用 Morphic常见使用场景
PBR 是所有主流实时游戏引擎中的标准材质系统,并因其一致性与物理准确性,在影视与广播渲染中的使用也日益增多。游戏美术师使用 PBR 工作流来创建角色、环境与道具材质,使其在游戏世界的所有光照条件下都正确呈现。虚拟拍摄流程在光照环境持续变化的实时渲染 LED 影棚中使用 PBR 材质。AI 纹理生成工具可根据文本描述或参考图像产出 PBR 贴图组,使创作者无需手工绘制即可生成可直接用于游戏的材质。产品可视化与建筑渲染也广泛使用 PBR 来产出照片级真实的输出。
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