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金属度与粗糙度贴图
Metallic & Roughness Maps
Metallic 是告诉着色器「Base Color 这段是电介质固有色还是金属 F0」的掩码;Roughness 描述微观不规则、控制高光扩散。生产上金属度宜接近二值,粗糙度几乎全由美术叙事;并记住 。
Metallic(灰度, 线性)
- 0.0(黑, 0 sRGB):非金属 → 着色器读 Base Color 为漫反射色,电介质 F0 默认 0.04(4%)。
- 1.0(白, 255 sRGB):生金属 → 着色器读 Base Color 对应像素为金属反射色。
- 掩码本身不是实测物理量,只是通道解释开关。
Guide 对「生金属」实践区间:金属度贴图中生金属灰度宜 ≥235 sRGB;同时 Base Color 金属反射须落在 180–255 sRGB。若金属度因污垢/氧化 低于 235 sRGB,必须同步压低 Base Color 里的金属反射,否则语义不一致。
Filament:metallic ∈ [0,1],应主要为 0 或 1;中间值主要用于贴图过渡。非金属有色散漫反射 + 消色差镜面;金属无漫反射、镜面带 baseColor 色调。
锈、漆、污垢
- 锈蚀、油漆、积垢 → 按电介质(金属度黑;或过渡灰)。
- 漆面剥落露出的金属 → 白;漆面本身 → 黑。
- 半透明薄污层 → 金属度可用过渡灰,并按污层不透明度降低 Base Color 金属反射。Substance 的 Material Color Blend 等可联动多通道。
Roughness(灰度, 线性)
- 0:光滑,高光锐利;1:粗糙,高光大而暗(总反射能量守恒,只是分布变宽)。
- 这是最主观、最能讲故事的通道:环境、磨损、指纹、风化都写在这里。
- 创作起点:常与法线细节对齐——法线里的关键表面结构,粗糙度往往也应有对应变化。
Filament 注明其他引擎的 glossiness 即粗糙度取反:。
flowchart TD
Q{"是生金属表面吗?"}
Q -->|"是, 抛光裸金属"| M1["Metallic 约 1 / ≥235 sRGB"]
Q -->|"锈/漆/污垢"| M0["Metallic 0 或过渡灰"]
M1 --> BC1["Base Color 写金属 F0 180-255"]
M0 --> BC0["Base Color 写电介质反照率"]
BC1 --> R["Roughness 讲磨损故事"]
BC0 --> R上图:先判定金属状态,再写 Base Color 与粗糙度——避免「脏金属却 metallic=1」。
应用注意
- MR 在金属/电介质硬过渡处易出现白边伪影(纹理插值把亮金属色与电介质色混在一起);SG 同类问题表现为黑边,通常更不显眼。缓解:提高 UV texel 密度,使过渡边在文档分辨率下足够锐利。
- 不要把粗糙度画成「假阴影」替代 AO;粗糙度改变的是反射分布,不是可达光照量。
取舍
| 做法 | 利 | 弊 |
|---|---|---|
| 金属度严格二值 | 物理清晰、易校验 | 薄污过渡需另想办法 |
| 金属度平滑过渡 | 脏旧自然 | 易与错误 Base Color 组合 |
| 粗糙度高对比叙事 | 可读性强 | 过度噪声会在 IBL 下脏 |
出处
- 03 · Metal Roughness Workflow
- 01 · Part1 Theory
- The PBR Guide(第 3 版)
- Wes McDermott《The PBR Guide》第三版 Metallic / Roughness
- Filament Materials
- google.github.io/filament/main/materials.html §3.2.2–3.2.5
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