Что такое PBR? Объяснение материалов и карт
PBR расшифровывается как Physically Based Rendering (физически корректный рендеринг) — это способ описания 3D-поверхностей с использованием реальных физических свойств, чтобы они выглядели правильно при любом освещении. Вместо запекания света в текстуру, PBR-материал определяет, как поверхность отражает, рассеивает и поглощает свет, а рендерер делает все остальное.
Краткий ответ
PBR-материал — это набор текстурных карт — базового цвета, шероховатости, металличности, нормалей, а часто и карты высот с Ambient Occlusion — которые вместе сообщают рендереру, как поверхность должна реагировать на свет. Правильно настройте эти карты, и один и тот же материал будет выглядеть правдоподобно при дневном свете, ночью или в любом движке.
Почему PBR заменил старый подход
До PBR художники вручную рисовали блики и тени прямо на одной текстуре, которая выглядела правильно только при том освещении, для которого была создана. Переместите модель в новую сцену — и она развалится.
PBR отделяет свойства поверхности от освещения, поэтому материал правильно реагирует на любое освещение сцены. Именно благодаря этому разделению хорошо сделанный материал выглядит одинаково в Blender, Unreal, Unity, Godot и других инструментах — все они интерпретируют одни и те же физические входные данные.
Основные PBR-карты
Базовый цвет (альбедо) — это чистый цвет поверхности без запеченного освещения. Шероховатость контролирует резкость или размытость отражений: от зеркального (0) до полностью матового (1). Металличность указывает, является ли поверхность металлом (1) или неметаллическим диэлектриком (0).
Карты нормалей имитируют мелкие неровности поверхности, изменяя отражение света, без добавления геометрии. Карта высот (displacement) кодирует глубину для параллакса или истинного смещения. Ambient Occlusion (AO) добавляет мягкие контактные тени, которые собираются в щелях и стыках.
Metalness/roughness против Specular/glossiness
Существуют два распространенных PBR-воркфлоу. Metalness/roughness является наиболее широко используемым — это стандартный подход в большинстве игровых движков и DCC-инструментов, и именно его использует Mixos. Specular/glossiness — это более старая альтернатива, которая дает более прямой контроль над цветом отражения.
Почти для всей работы в реальном времени и в играх Metalness/roughness является правильным выбором по умолчанию, и именно этот воркфлоу предполагается в этих руководствах.
Часто задаваемые вопросы
Что означает PBR?
Физически корректный рендеринг. Это модель шейдинга, которая описывает поверхности с помощью физических свойств — цвета, шероховатости, металличности и детализации поверхности — так, чтобы они выглядели правильно при любом освещении.
Какие основные PBR-карты существуют?
Базовый цвет (альбедо), шероховатость, металличность, нормали, а также обычно карта высот и Ambient Occlusion. Вместе они сообщают рендереру, как поверхность отражает и рассеивает свет.
В чем разница между Metalness/roughness и Specular/glossiness?
Это два PBR-воркфлоу, которые достигают схожих результатов разными способами. Metalness/roughness является наиболее распространенным и используется большинством игровых движков и DCC-инструментов; specular/glossiness дает более прямой контроль над цветом отражения, но сегодня встречается реже.
Нужны ли мне все карты?
Нет — базовый материал может работать только с базовым цветом, шероховатостью и металличностью. Нормали, карта высот и AO добавляют детализацию и глубину поверхности, поэтому их добавляют, когда это необходимо.
Хотите увидеть PBR-карты в действии? Создайте многослойный PBR-материал в браузере с Mixos — каждый канал редактируется, предпросмотр в 3D в реальном времени.