技术美术自学——PBR材质通道基础 常见贴图种类列举（求dalao轻喷）

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#PBR材质

PBR材质通道基础

非共用部分
（金属/粗糙度流程 Metal / Roughness Workflow）
基础颜色贴图 Base Color Map
金属纤维贴图 Metallic (Grayscale – Linear)
光泽度 Roughness (Grayscale - Linear)

非共用部分
（高光反射/光泽度流程 Specular / Glossiness Workflow）
漫反射 Diffuse Map
高光反射贴图 Specular
Specular还定义反射颜色
光泽度Glossines (Grayscale – Linear)

共用部分
环境光遮蔽贴图 Ambient Occlusion (AO)
环境光遮蔽贴图是指表面某点能获得多少环境中的光。
高度贴图 Height
高度贴图可以用于视差映射贴图，增强法线贴图和凹凸贴图的透明度和现实感。
法线贴图 Normal
法线贴图用于模仿表面细节。RGB贴图中，每一部分都对应着表面法线的X,Y,Z坐标。RGB贴图用于存储高分率辨至低分辨率模型的投射细节。在Substance工具中，可以烘培法线贴图或将高度贴图转换为法线贴图。

Glossines+Roughness=1本质上是一个东西反相一下就一样了

3ds Max随堂笔记 材质和贴图
张时贰的博客
04-29 5093
🌴 2022.4.25 早十 文章目录7 材质和贴图7.1 材质基础7.1.1 材质的基本原理7.1.2 材质编辑器7.2 标准材质7.2.1 Blinn基本参数7.2.2 明暗器基本参数7.2.3 各向异性明暗器7.3 贴图及贴图坐标7.3.1 贴图类型7.3.2 贴图坐标7.4 实例 7 材质和贴图 7.1 材质基础 7.1.1 材质的基本原理 材质是指物体表面的特性（如：玻璃、布料、皮革等）。材质反应的是物体表面的质感，如对象表面的反光程度、调整对象的光亮度、控制对象表面的凹凸效果等 贴图是材质的一
源码分析学习记录(9)——PBR材质
Vermonth1216的博客
12-02 879
2021SC@SDUSC PBR就是Physically-Based Rendering的缩写，意为基于物理的渲染。它提供了一种光照和渲染方法，能够更精确的描绘光和表面之间的作用。它不仅擅长用来表现非常写实的材质，同时也能用来处理风格化的资源。 vec4 evaluateLightMaterialColor(in vec4 normal) { // Start with black color vec3 finalColor = vec3(c_zero, c_zero, c_zero);
法线贴图软件：提升3D模型视觉质感的工具
weixin_42513928的博客
06-10 989
法线贴图是一种纹理映射技术，用于在不增加额外几何细节的情况下，提升3D模型表面的视觉复杂度。通过记录法线方向信息，模拟凸凹不平的表面细节。它的出现，大幅提高了场景渲染的效率和质量，尤其在视频游戏和实时渲染领域得到广泛应用。法线贴图技术作为一种提高3D模型表面细节的有效手段，在数字图形设计中扮演着重要的角色。本章节将深入探讨法线贴图软件的各项功能，并指导用户如何通过软件操作实践法线贴图的生成过程。软件的主界面布局通常非常直观，大多数功能都可通过菜单栏、工具栏以及浮动面板快速访问。
PBR通用材质贴图通道设置
kyanan的博客
06-23 80
PBR通用材质贴图通道设置
PBR贴图基础知识
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噗噗噗的博客
05-07 1万+
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Unity Shader学习日志一：各个常见的PBR材质纹理贴图简析
2401_86960310的博客
06-02 197
例如：随着人工智能的不断发展，机器学习这门技术也越来越重要，很多人都开启了学习机器学习，本文就介绍了机器学习的基础内容。
PBR流程常用的几种贴图类型
weixin_45810196的博客
05-06 5643
基于物理的渲染（PBR）是一种着色和渲染的方式，能更精准的体现光线和介质表面的交互方式。因此称作基于物理的渲染（PBR）或者基于物理的着色（PBS）。从正在讨论的工作流程角度而言，PBS通常针对着色概念，PBR针对渲染和光线的概念。但是，PBS和PBR都是从物理上精确的角度描述呈现物体的过程。基于物理纹理的渲染（PBR）是一种方法而不是硬标准，有具体的基本准则和使用指南，但没有真正具体的规则。也就是PBR的使用方法多种多样，使用的贴图类型和工作流程也不一样。通常使用GCX BRDF，但是术语也会有变化。
PBR贴图校验
xak的专栏
07-26 975
注： Substance中在进行校验的时候，非金属的Albedo值校验的时候，灰度值计算使用的是： Gray = (Red * 0.299 + Green * 0.587 + Blue * 0.114) 金属的Specular值校验的时候，灰度值计算使用的是： Gray = (Red + Green + Blue) / 3 ...
【游戏美术领域】游戏贴图制作全流程详解：从基础概念到高级技巧及常见问题解决
06-29
内容概要：本文详细介绍了游戏贴图的概念、重要性、常用软件工具、基础概念、制作流程及常见问题的解决方案。游戏贴图是赋予3D模型质感和细节的关键，通过2D图像映射到模型表面，极大地提升了游戏的画面质量。文中...
技术美术个人笔记（三）——各贴图格式
小谁的博客
07-20 2457
各贴图格式 引申：贴图压缩格式介绍 BaseColor贴图 一般来说，BaseColor的导出格式都是TGA，而在引擎里面压缩格式一般设置为默认的Default。 而default有两种压缩方式，一种是DXT1对应的BC1，另外一种是DXT5对应的BC3，两者的差别是BC1格式没有Alpha通道，而BC3有Alpha通道。（实际上BC1也是有alpha通道，只是通道所占位数只有1，所以在unreal里面就直接给忽略掉了）BC1中的RGB所占比例是5:6:5，所以G通道会更丰富一些，而BC3中的RGBA所占
PBR材质宝典_PBR_Guide_Vol2_中文版_vol_pbr_pbrt_
09-30
《PBR材质宝典_PBR_Guide_Vol2_中文版》是一本专注于PBR（基于物理的渲染，Physics-Based Rendering）技术的专业书籍，对于学习和掌握PBR材质系统具有极高的价值。PBR是现代3D图形学中的重要概念，它通过模拟真实...
100张.rgb格式图片
07-31
学习rgb格式图片转其他格式图片的过程中，苦于找不到.rgb格式的图片，所以自己在网上下了100张jpg图片，把他们转成了rgb格式。转换代码晚些贴出来，这里先传上来，希望能帮助到一些同学。图片命名为类似1_500x352.rgb，序号_图片宽_图片高.jpg。
技术美术个人笔记（一）——贴图间参数
小谁的博客
07-14 1116
前言：本文试图通过各种博文来解答这两个问题： 一、金属度粗糙度工作流中基色，金属度、speciul贴图三个贴图的参数效果 二、工作流中贴图间的参数可以如何互相影响 文章目录资料引申一 · 关于PBR材质使用的贴图资料引申二 · 关于金属度粗糙值工作流中各参数的意义{未完待续···} 资料引申一 · 关于PBR材质使用的贴图 原文链接：（PBR） 常见电解质，金属反射率 All materials Base color 基色（albedo）处理微遮挡外，避免出现光照影响。 Metallic 金
UE4材质（二）：PBR材质
q345911572的博客
05-07 7173
Physical Based Rendering（PBR）：基于物理的渲染。基于物理的材质最重要的输入包括“金属色Metallic”、“高光度Specular” 和 “粗糙度Roughness”
计算机图形学 – PBR纹理中不同贴图的作用和意义
栗少的博客
11-25 2217
PBR（Physically Based Rendering）基于物理的渲染。为了在游戏或者3D应用中获取更加真实的渲染效果，越来越多的3D游戏或者虚拟应用以及游戏引擎开始使用PBR/材质。在实时渲染的场景中，PBR是在现有算力下可以提供真实感渲染的最常用的选择。本文我们将简要介绍在PBR纹理/材质中使用的以及每一个贴图的。通常由上述贴图组成，了解上述每一种贴图在渲染中的作用以及组合构成PBR的渲染效果是十分有必要的。
PBR常用贴图及使用事项
m0_63839748的博客
05-18 6629
PBR常用贴图及使用事项
在3ds max中，什么是PBR材质？
2201_75774909的博客
12-12 4904
PBR材质是一种基于物理的渲染材质，可提供灯光与曲面交互方式的精确表示。注：仅当活动渲染器支持时，该材质才会显示在“材质/贴图浏览器”中。 PBR材质分为PBR材质（金属/粗糙模式）和PBR材质（高光反射/光泽）。
PBR纹理的10种贴图
新缸中之脑
09-11 2508
PBR 是基于物理的渲染的首字母缩写。它试图通过模拟材料如何吸收和反射光，以模仿现实世界中的光流的方式产生视觉效果。最近的游戏引擎由于其逼真的效果而越来越多地使用 PBR 纹理。对于实时渲染，它们被认为是真实世界场景的最佳近似值。推荐：用快速搭建可编程3D场景为了创建效果，大多数渲染引擎都有其独特的工作流程。但是，PBR 纹理在不同的软件中创建相同的效果。因此，除了逼真的质量外，将项目导出到另一个软件变得简单。最终产品由所有这些贴图组成。了解这些地图中的每一个完成的内容以获得最佳结果至关重要。
2.7 Metallic与Speculer流程及相互转换
s178435865的专栏
12-13 5567
2.7 Metallic与Speculer流程及相互转换
PBR材质应用光照贴图（Lightmap）的shader
最新发布
08-06
<think>我们正在讨论在PBR材质中如何编写Shader以应用光照贴图（Lightmap）。根据之前的上下文，我们知道Unity的标准PBR Shader已经内置支持光照贴图，但用户可能希望自定义Shader来实现这一功能。下面将分步骤解释如何在自定义的PBR Shader中应用光照贴图。 ### 关键概念 在Unity中，光照贴图数据通常通过预计算存储在纹理中，并在渲染时通过UV2（第二组纹理坐标）进行采样。光照贴图通常包含两部分信息： 1. **间接光照（漫反射部分）**：预计算的间接光颜色。 2. **阴影和遮挡信息**：例如环境光遮蔽（AO）等。 在PBR渲染中，我们需要将光照贴图的数据与直接光照（实时或烘焙）结合。根据引用[^1]，间接光照是环境光照的重要组成部分，而光照贴图（Lightmap）是处理间接光漫反射的一种方法。 ### 步骤 #### 1. 准备光照贴图数据 Unity在烘焙光照贴图后，会将光照贴图存储在全局纹理中（如`unity_Lightmap`），并通过`unity_LightmapST`提供缩放和偏移。在Shader中，我们需要声明这些变量： ```hlsl uniform sampler2D unity_Lightmap; // 光照贴图纹理 uniform float4 unity_LightmapST; // 缩放和偏移 ``` #### 2. 在顶点着色器中准备UV2 光照贴图使用第二组纹理坐标（UV2）。在顶点着色器中，我们需要对UV2应用缩放和偏移： ```hlsl struct appdata { float4 vertex : POSITION; float2 texcoord1 : TEXCOORD1; // 第二组UV，用于光照贴图 // 其他顶点属性... }; struct v2f { float2 uv2 : TEXCOORD1; // 传递光照贴图UV // 其他变量... }; v2f vert(appdata v) { v2f o; // 转换顶点位置等操作... o.uv2 = v.texcoord1 * unity_LightmapST.xy + unity_LightmapST.zw; return o; } ``` #### 3. 在片元着色器中采样光照贴图 在片元着色器中，我们使用准备好的UV2采样光照贴图。注意，Unity的光照贴图存储的是编码后的间接光信息（通常是RGBM编码，即RGB乘以Alpha的某个倍数）。因此，我们需要解码： ```hlsl fixed3 decodeLightmap(fixed4 color) { // RGBM解码：将颜色从RGBM格式转换为线性空间 return color.rgb * (color.a * 8.0); // 通常乘以8，具体取决于烘焙设置 } fixed4 frag(v2f i) : SV_Target { // 采样光照贴图 fixed4 lightmapColor = tex2D(unity_Lightmap, i.uv2); fixed3 indirectDiffuse = decodeLightmap(lightmapColor); // 后续将indirectDiffuse用于PBR计算... } ``` #### 4. 将光照贴图数据整合到PBR光照模型中 PBR光照模型通常分为直接光照和间接光照两部分。光照贴图提供的是间接光照中的漫反射部分（以及可能的AO）。根据引用[^3]，PBR的渲染方程可以表示为： $$ L_o = L_{\text{direct}} + L_{\text{indirect}} $$ 其中，$L_{\text{indirect}}$ 包括漫反射和镜面反射的间接光部分。光照贴图主要提供漫反射部分。 在标准PBR Shader中，间接漫反射部分通常乘以材质的反照率（Albedo）。因此，我们可以这样整合： ```hlsl // 计算直接光照（包括漫反射和高光反射） // 假设已经计算了直接光照的漫反射部分：directDiffuse 和高光部分：specular // 间接漫反射：光照贴图提供的间接光乘以材质的反照率 fixed3 albedo = tex2D(_MainTex, i.uv).rgb * _Color.rgb; fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.rgb * albedo; // 环境光（如果使用） fixed3 indirectLight = albedo * indirectDiffuse; // 光照贴图的间接光贡献 // 总漫反射 = 直接光照的漫反射 + 间接漫反射 fixed3 diffuseTotal = directDiffuse + indirectLight; // 总颜色 = 漫反射 + 高光 fixed3 finalColor = diffuseTotal + specular; ``` #### 5. 考虑环境光遮蔽（AO） 光照贴图通常还包含AO信息（在RGB通道中已包含，或者有单独的AO通道）。如果光照贴图包含AO，则通常将AO乘以间接光照部分： ```hlsl // 假设从光照贴图中提取AO（如果单独存储，则可能需要另一张纹理） // 这里假设光照贴图的间接光已经包含了AO，或者我们可以单独采样AO图 // 例如：fixed ao = ...; // 然后：indirectLight *= ao; ``` ### 完整示例代码（简化版） 下面是一个简化的自定义PBR Shader片段，展示如何应用光照贴图： ```hlsl Shader "Custom/PBRWithLightmap" { Properties { _Color ("Color", Color) = (1,1,1,1) _MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {} _Metallic ("Metallic", Range(0,1)) = 0.0 _Glossiness ("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5 } SubShader { Tags { "RenderType"="Opaque" } LOD 200 Pass { Tags { "LightMode"="ForwardBase" } CGPROGRAM #pragma vertex vert #pragma fragment frag #include "UnityCG.cginc" #include "Lighting.cginc" #include "UnityPBSLighting.cginc" // 如果需要使用PBS函数 sampler2D _MainTex; float4 _MainTex_ST; half _Metallic; half _Glossiness; fixed4 _Color; // 光照贴图相关 sampler2D unity_Lightmap; float4 unity_LightmapST; struct appdata { float4 vertex : POSITION; float2 texcoord : TEXCOORD0; float2 texcoord1 : TEXCOORD1; // 光照贴图UV float3 normal : NORMAL; }; struct v2f { float2 uv : TEXCOORD0; float2 uv2 : TEXCOORD1; // 光照贴图UV float4 pos : SV_POSITION; float3 normal : TEXCOORD2; float3 worldPos : TEXCOORD3; }; v2f vert (appdata v) { v2f o; o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex); o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex); o.uv2 = v.texcoord1 * unity_LightmapST.xy + unity_LightmapST.zw; o.normal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal); o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz; return o; } fixed3 decodeLightmap(fixed4 color) { // 简化解码：根据Unity的设置，可能是RGBM或双LDR编码 #if defined(UNITY_LIGHTMAP_RGBM_ENCODING) return color.rgb * (color.a * 8.0); #else return color.rgb * 2.0; // 对于双LDR编码 #endif } fixed4 frag (v2f i) : SV_Target { // 采样基础纹理 fixed4 albedo = tex2D(_MainTex, i.uv) * _Color; // 采样光照贴图并解码 fixed4 lightmap = tex2D(unity_Lightmap, i.uv2); fixed3 indirectDiffuse = decodeLightmap(lightmap); // 计算直接光照（这里简化，实际应使用PBR光照模型） float3 worldNormal = normalize(i.normal); float3 worldLightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz); float3 viewDir = normalize(_WorldSpaceCameraPos - i.worldPos); float3 halfVec = normalize(worldLightDir + viewDir); // 直接光照漫反射 float nl = max(0, dot(worldNormal, worldLightDir)); fixed3 directDiffuse = nl * _LightColor0.rgb; // 直接光照高光（Blinn-Phong简化示例，实际应用应使用Cook-Torrance等模型） float nh = max(0, dot(worldNormal, halfVec)); float specPower = exp2(_Glossiness * 10) + 1; fixed3 specular = pow(nh, specPower) * _LightColor0.rgb; // 间接光照部分：间接漫反射乘以反照率 fixed3 ambient = albedo.rgb * indirectDiffuse; // 总颜色 = 直接漫反射 * 反照率 + 间接漫反射 + 高光 fixed3 color = albedo.rgb * directDiffuse + ambient + specular; return fixed4(color, 1); } ENDCG } } FallBack "Diffuse" } ``` ### 注意事项 - **编码方式**：Unity的光照贴图可能使用RGBM或双LDR编码，解码方式需匹配项目设置。 - **PBR模型**：上述示例使用了简化的光照模型。实际PBR应使用基于物理的BRDF模型（如引用[^3]中的公式）。建议使用Unity内置的BRDF函数（在`UnityStandardBRDF.cginc`中）。 - **全局光照设置**：如果使用烘焙间接光，确保在Unity的Lighting窗口中正确设置烘焙模式（Baked Global Illumination）。 ### 总结 在自定义PBR Shader中应用光照贴图的关键步骤包括： 1. 声明光照贴图纹理和变换参数。 2. 在顶点着色器中转换UV2。 3. 在片元着色器中采样并解码光照贴图。 4. 将解码后的间接光数据（主要影响漫反射）整合到PBR光照计算中，通常与材质的反照率相乘。 通过以上步骤，即可在自定义Shader中实现光照贴图支持，提升静态场景的渲染效果和性能。 §§相关问题§§ 1. 如何在自定义Shader中处理光照贴图的编码和解码？ 2. PBR材质中如何将光照贴图与实时全局光照（如Enlighten）结合？ 3. 光照贴图在移动设备上有什么优化技巧？ 4. 如何为自定义Shader添加光照贴图与Light Probes的混合支持？</think>### PBR Shader中光照贴图（Lightmap）的实现指南 在自定义PBR Shader中实现光照贴图支持需要理解Unity的光照贴图数据结构和PBR渲染方程的整合方式。以下是关键实现步骤（参考引用[^1][^3]）： #### 1. 声明光照贴图属性和变量 ```hlsl // 在Properties块声明 [NoScaleOffset] _LightMap ("Lightmap", 2D) = "white" {} float4 _LightMap_ST; // 光照贴图缩放偏移 // 在CGPROGRAM中声明 sampler2D _LightMap; float4 _LightMap_ST; ``` #### 2. 顶点着色器：处理光照贴图UV ```hlsl struct appdata { float4 vertex : POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; float2 uv2 : TEXCOORD1; // 第二组UV用于光照贴图 }; struct v2f { float4 pos : SV_POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; float2 uv_lightmap : TEXCOORD1; // 光照贴图UV }; v2f vert(appdata v) { v2f o; o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex); o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex); // 应用光照贴图的缩放偏移 o.uv_lightmap = v.uv2 * _LightMap_ST.xy + _LightMap_ST.zw; return o; } ``` #### 3. 片元着色器：整合光照贴图到PBR方程 核心是将光照贴图数据分解为间接漫反射和环境光遮蔽(AO)，再整合到渲染方程中： ```hlsl fixed4 frag(v2f i) : SV_Target { // 采样基础材质属性 fixed4 albedo = tex2D(_MainTex, i.uv); float metallic = tex2D(_MetallicMap, i.uv).r; float roughness = tex2D(_RoughnessMap, i.uv).r; // 采样光照贴图（RGB存储间接光，A通道存储AO） fixed4 lightmapData = tex2D(_LightMap, i.uv_lightmap); float3 indirectDiffuse = lightmapData.rgb; // 间接漫反射 float ambientOcclusion = lightmapData.a; // AO因子 // 计算直接光照部分（标准PBR计算） float3 N = normalize(i.worldNormal); float3 V = normalize(_WorldSpaceCameraPos - i.worldPos); float3 F0 = lerp(0.04, albedo.rgb, metallic); // 直接光贡献（以主方向光为例） float3 L = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz); float3 H = normalize(V + L); float NdotL = max(dot(N, L), 0.0); // Cook-Torrance BRDF计算 float D = DistributionGGX(N, H, roughness); float G = GeometrySmith(N, V, L, roughness); float3 F = FresnelSchlick(max(dot(H, V), 0.0), F0); float3 kS = F; float3 kD = (1.0 - kS) * (1.0 - metallic); // 直接光照贡献 float3 directSpecular = (D * G * F) / (4.0 * max(dot(N, V), 0.001) * max(NdotL, 0.001)); float3 directDiffuse = kD * albedo.rgb / UNITY_PI; // 整合光照贴图（间接光部分） float3 indirectSpecular = ComputeIndirectSpecular(roughness, F, N, V); // IBL计算 float3 finalIndirect = (indirectDiffuse * kD * albedo.rgb + indirectSpecular) * ambientOcclusion; // 最终颜色合成 float3 finalColor = (directDiffuse + directSpecular) * _LightColor0.rgb * NdotL; finalColor += finalIndirect; return fixed4(finalColor, 1.0); } ``` #### 4. 关键数学原理 光照贴图在PBR方程中的整合基于辐射度理论（参考引用[^1]）： 间接光贡献可表示为： $$ L_{\text{indirect}} = \underbrace{k_D \frac{c}{\pi} \otimes E}_{\text{间接漫反射}} + \underbrace{\int_{\Omega} f_r L_i (\mathbf{n} \cdot \omega_i) d\omega_i}_{\text{间接高光}} $$ 其中： - $k_D = (1 - F)(1 - \text{metallic})$ 为漫反射系数 - $E$ 为光照贴图提供的辐照度（`indirectDiffuse`） - $f_r$ 为BRDF函数（参考引用[^3]的公式） #### 5. 优化技巧 1. **编码解码优化**：Unity光照贴图默认使用RGBM编码，需解码： ```hlsl float3 DecodeLightmap(fixed4 encoded) { return encoded.rgb * (encoded.a * 8.0); } ``` 2. **动态静态混合**：结合`UNITY_LIGHT_ATTENUATION`处理实时阴影 ```hlsl UNITY_LIGHT_ATTENUATION(atten, i, i.worldPos); finalColor *= atten; // 应用实时阴影 ``` 3. **AO优化**：将AO应用于所有间接光照项 ```hlsl finalIndirect *= ambientOcclusion; ``` #### 注意事项 - 光照贴图仅适用于静态对象，动态对象需配合Light Probes - 烘焙时需确保UV2不重叠且展平良好 - 高光部分仍需实时计算或通过IBL补充（参考引用[^1]） - 在Shader中声明`#pragma multi_compile LIGHTMAP_ON LIGHTMAP_OFF`支持开关 > 示例代码基于Unity内置PBR原理简化实现，实际开发建议参考`UnityStandardBRDF.cginc`[^2]
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