Создание надёжных PBR-материалов metallic-roughness

Рассматривайте входы как сведения о материале

Процесс metallic-roughness удобен тем, что небольшой набор входов описывает множество непрозрачных поверхностей. Но подготовка всё равно требует дисциплины. Если текстура содержит блики исходной фотографии, освещение игры добавит ещё один блик. Начните с гипотезы о материале и контролируемой проверочной сцены, а не подгоняйте карты под красивый одиночный снимок.

Поймите соглашение о параметрах

В стандартной модели базовый цвет описывает диффузный цвет диэлектрика либо зеркальный цвет металла. Metallic выбирает между этими откликами; roughness изменяет распределение отражения микроповерхности. Шейдер, учитывающий энергетический баланс, согласует диффузную и зеркальную составляющие так, чтобы отражение не создавало энергию. [1]

Соглашения формата важны. glTF хранит RGB базового цвета с передаточной функцией sRGB, а текстура metallic-roughness содержит линейные данные: roughness в G и metallic в B. [2] Другие процессы могут использовать иную упаковку; зафиксируйте действительное соглашение импорта.

Разберите окрашенный ящик

Для условного стального ящика разделите синюю краску, открытые царапины и ржавчину. Начните с metallic 0 для непрозрачной краски и ржавчины и metallic 1 для открытой стали. Попробуйте roughness 0.65, 0.25 и 0.9 соответственно. Это пробные авторские значения, а не измеренные константы материалов.

Рассмотрите маску царапин вблизи и с игровой дистанции. Промежуточные metallic могут представлять отфильтрованные границы участков; metallic 0.5 на всей окрашенной панели изменяет её отклик повсюду. Сохраните копию с постоянной roughness, чтобы отличать ошибку классификации от перегруженной детализации поверхности.

Установите повторяемую процедуру

Сначала просмотрите каждый импортированный канал как данные в оттенках серого и сравните с исходным изображением. Затем вращайте широкий источник вокруг объекта при фиксированной экспозиции. Проверьте тот же материал в окружении со светлыми и тёмными участками: однородное окружение скрывает структуру отражений.

Временно отключите детализацию нормалей и верните её после стабилизации базового отклика. Сравните расположенную рядом гладкую эталонную сферу. Наконец, экспортируйте и повторно импортируйте небольшой тестовый материал, проверяя упаковку каналов и трактовку цвета перед обработкой всей коллекции.

Учитывайте, чего модель не описывает

Компактная модель материала не воспроизводит любую измеренную поверхность. При первоначальной разработке Disney явно уравновешивала наблюдаемые свойства материалов и удобство художественных настроек. [3] Многослойные покрытия, пропускание света, анизотропия и подповерхностные эффекты могут требовать дополнительных моделей.

Не компенсируйте недостающее освещение рисованием в базовом цвете. Записывайте, какая часть внешнего вида относится к материалу, какая создаётся освещением, а какая является сознательным художественным приближением. Это облегчает диагностику будущих изменений рендерера.

Источники

• [1] Physically Based Rendering in Filament — Google Filament.
• [2] glTF 2.0 material specification — Khronos Group.
• [3] Physically Based Shading at Disney — Brent Burley, Walt Disney Animation Studios.