BlockbenchPBR材质制作：金属度与粗糙度贴图应用
项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/bl/blockbench 你是否还在为3D模型材质缺乏真实质感而困扰？是否想让你的低多边形（Low Poly）模型呈现出金属的光泽或粗糙的表面细节？本文将通过Blockbench的PBR（Physically Based Rendering，基于物理的渲染）材质系统，详细讲解金属度（Metallic）与粗糙度（Roughness）贴图的制作流程，帮助你轻松实现专业级材质效果。读完本文，你将掌握：PBR材质基本原理、金属度/粗糙度贴图的绘制方法、贴图通道合并技巧，以及在Blockbench中应用这些贴图的完整步骤。
PBR材质基础与Blockbench支持
PBR材质通过模拟光线与物体表面的物理交互，实现更真实的渲染效果。核心原理是使用多张贴图描述材质属性，其中金属度贴图定义物体表面金属特性（黑白值表示，白色为纯金属），粗糙度贴图控制表面光滑程度（黑色光滑，白色粗糙）。
Blockbench作为专为低多边形模型设计的编辑器，通过材质组（Texture Group）功能支持PBR工作流。在README.md中提到，模型可导出为标准化格式，而PBR材质系统则通过js/texturing/texture_groups.js实现材质属性管理。材质组将多张贴图关联为一个PBR材质单元，通过通道分离技术复用单张贴图的RGBA通道存储多种属性。
金属度与粗糙度贴图制作流程
1. 准备基础纹理
首先创建基础颜色贴图（Albedo Map），建议使用16x16至128x128像素的低分辨率，符合Blockbench的低多边形设计定位。可通过内置绘画工具绘制基础纹理，或导入外部图片。
2. 绘制金属度贴图
金属度贴图使用灰度值表示金属特性：
- 纯白色（255,255,255）：完全金属（如钢板、金币）
- 纯黑色（0,0,0）：非金属（如木材、布料）
- 灰色过渡：半金属特性（如氧化金属）
在js/texturing/textures.js的Texture类中，通过pbr_channel: 'mer'标记将贴图指定为金属度/粗糙度通道。绘制时需注意金属区域应避免高饱和度颜色，因为真实金属反射环境而非自身颜色。
3. 绘制粗糙度贴图
粗糙度贴图同样使用灰度值：
- 纯黑色（0,0,0）：镜面光滑（如镜面、湿滑表面）
- 纯白色（255,255,255）：完全粗糙（如砂纸、混凝土）
- 中间值：半光滑表面（如塑料、皮革）
绘制时可结合纹理细节：粗糙区域增加噪点或纹理密度，光滑区域保持均匀色彩。例如，金属硬币的边缘应比中心更粗糙（添加划痕纹理）。
贴图通道合并与材质组配置
Blockbench采用MER（Metalness-Emissive-Roughness）通道合并技术，将金属度（R通道）、发射度（G通道）、粗糙度（B通道）存储在单张贴图中，有效减少资源占用。
通道合并步骤：
- 创建256x256像素的RGBA贴图
- R通道填充金属度数据（红色通道）
- G通道填充发射度数据（绿色通道，可选）
- B通道填充粗糙度数据（蓝色通道）
- A通道保留透明度信息（可选）
在代码实现中，js/texturing/texture_groups.js的updateMaterial()方法通过提取RGB通道值生成PBR材质：
// 提取金属度通道（R）
generateMap(0, 'metalnessMap');
// 提取粗糙度通道（B）
generateMap(2, 'roughnessMap');
创建PBR材质组：
- 在纹理面板点击"Create Material"按钮
- 命名材质组（如"SteelMaterial"）
- 分配贴图：
- Color通道：基础颜色贴图
- MER通道：合并后的金属度/粗糙度贴图
- Normal/Height通道：可选法线/高度贴图
- 调整参数：设置金属度系数（0-1）和粗糙度系数（0-1）
实战案例：制作金属宝箱材质
1. 基础颜色贴图
创建64x64像素贴图，绘制木质宝箱主体（棕色）和金属锁扣（金色）。
2. MER贴图制作
- R通道（金属度）：锁扣区域设为纯白色（255,0,0），木质区域设为纯黑色（0,0,0）
- G通道（发射度）：保持黑色（无自发光）
- B通道（粗糙度）：木质区域设为中灰色（128,128,128），锁扣边缘添加划痕纹理（灰度值150-200）
3. 材质组配置
在Blockbench中新建材质组，将颜色贴图和MER贴图关联。通过材质属性面板调整：
- 金属度：1.0（锁扣完全金属）
- 粗糙度：0.3（锁扣主体光滑）
- 环境光强度：0.8
4. 预览与导出
使用Blockbench的材质预览模式（View > Material Mode）查看效果。满意后通过文件 > 导出选择GLB或OBJ格式，确保勾选"Export PBR Textures"选项。导出的模型将保留PBR材质信息，可在支持PBR的引擎（如Unity、Unreal）中直接使用。
常见问题与优化技巧
问题解决：
- 材质过亮/过暗：调整环境光强度（Environment Intensity），建议值0.5-1.0
- 金属无反射：检查MER贴图的R通道是否正确填充，确保材质组类型设为"PBR"
- 粗糙度无效果：确认B通道数据是否正确，避免使用压缩纹理格式（如JPEG）
优化建议：
- 分辨率统一：所有贴图使用相同分辨率，避免拉伸变形
- 通道复用：非必要时省略发射度通道，减少内存占用
- 纹理压缩：导出时使用BC7压缩格式（PC）或ASTC格式（移动设备）
- 参考实物：制作前拍摄金属/粗糙表面照片，作为纹理绘制参考
总结与进阶方向
通过本文介绍的方法，你已掌握Blockbench中PBR材质的核心制作流程。关键在于理解金属度/粗糙度贴图如何控制光线反射，并通过通道合并技术高效管理材质数据。建议进一步探索：
- Subsurface Scattering：半透明材质效果（如玉石、皮肤）
- Anisotropic Maps：各向异性反射（如拉丝金属、头发）
- 脚本自动化：通过js/api.js编写插件，自动生成MER贴图
Blockbench的PBR工作流虽简单但功能强大，合理运用可使低多边形模型呈现出超越其几何复杂度的真实感。立即打开Blockbench，尝试为你的模型添加金属光泽或粗糙质感吧！收藏本文，关注后续进阶教程：《PBR材质动画与顶点动画结合技巧》。
创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考
