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PBR 材质校验与参考值

PBR Validation & Reference Values

更新于 2026-10-16 约 4 分钟PBR校验参考值技术美术校准

校验 PBR 贴图先问「是不是金属」,再对照反照率亮度、金属 F0、电介质 F0 的实测区间。本页汇总《The PBR Guide》附录与 Filament Reflectance 表中的生产向数字,并列出常见错误模式。

决策:是不是金属?

附录建议纹理制作以「金属 / 非金属」二分起步(类金属例外):

flowchart TD
  A["观察表面"] --> B{"生金属裸露?"}
  B -->|"是"| C["MR: Metallic高 + BaseColor金属F0"]
  B -->|"锈/漆/垢"| D["按电介质: Metallic低 + 反照率色"]
  B -->|"不确定"| E["查 IOR/色表; 默认电介质4%"]
  C --> F["Roughness讲磨损"]
  D --> F
  E --> F

上图:附录「Is the surface metal?」流程的文字化;MR/SG 通道填法见专页。

参考值速查(仅原文数字)

电介质 F0(正入射)

  • 常见:2–5% → 线性约 0.02–0.05 → 约 40–75 sRGB(γ≈2.2 近似换算,见 Guide)。
  • 默认常用:4% = 0.04(塑料);MR 着色器硬编码此值。
  • 宝石:0.05–0.17;液体:0.02–0.04。
  • 菲涅耳:光滑电介质掠射角反射趋近 100%。由 IOR 得: F(0∘)=(n−1n+1)2F(0^\circ)=\left(\frac{n-1}{n+1}\right)^2 (Guide 引用 Lagarde;示例 nn 对应约 0.02 量级。)

金属反射

  • 抛光金属约 70–100% 镜面 → 180–255 sRGB;线性 F0 约 0.5–1.0(Part 1)。
  • 生金属 Metallic 实践 ≥235 sRGB。

反照率(电介质 Base Color / Diffuse)

  • 暗部不低于 30 sRGB(宽容)或 50 sRGB(严格);亮部不高于 240 sRGB。
  • Filament:非金属真实世界约线性 0.04–0.94;金属 baseColor 约 0.66–1.0。

Filament reflectance(电介质)
默认 0.5 → 4%;避免 <0.35(<2%)——现实材质几乎不会那么低。文档表(节选):

材质反射率IORreflectance 线性
水2%1.330.35
织物4–5.6%1.5–1.620.5–0.59
常见液体2–4%1.33–1.50.35–0.5
塑料/玻璃4–5%1.5–1.580.5–0.56
皮肤2.8%1.40.42
默认4%1.50.5

常见错误(附录 Correct/Incorrect)

  1. 污垢仍标成生金属(Metallic 为白)——污垢是电介质。
  2. 金属 Base Color 反射过低——未达到 70–100% / 180–255 区间。
  3. 把 AO/阴影画进 Base Color(微遮蔽例外且仍须在亮度区间内)。
  4. SG 中 Diffuse 与 Specular 同时过亮,破坏能量守恒。
  5. Filament/引擎里把 reflectance 拉到 <0.35 或给金属写彩色漫反射。

应用:校准习惯

  • 用引擎/Substance 的校验球、色表、环境光球在固定 HDRI 下对比已知材质。
  • Guide 推荐 Sébastien Lagarde 的 metal/roughness 图表与 Substance 预设 F0 节点作参考。
  • sRGB↔线性换算在 Guide 附录用 γ=2.2 近似;引擎实际可能用 sRGB 分段传递函数,校验时以引擎视图为准(见 显示编码与 sRGB)。

取舍

死盯数字会扼杀风格,但越界的暗反照率、假金属、过低 F0会在换光照时集体翻车——校验的目标是「换环境仍成立」,不是照片级复制。

  1. 07 · Appendix Charts
  2. 03 · Metal Roughness Workflow
  3. 04 · Specular Glossiness Workflow
  4. 01 · Part1 Theory
  5. The PBR Guide(第 3 版)
  6. Wes McDermott《The PBR Guide》第三版 Appendix / F0
  7. Filament Materials
  8. google.github.io/filament/main/materials.html § Reflectance

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