首先简单回顾一下典型的纯金属与绝缘体的PBR属性:

  • 纯金属:

    • Albedo(diff): 0
    • F0(spec): >0.3 (or 0.5, epic/allegorithmic etc.)
    • Metallic: 1
  • 绝缘体:
    • Albedo(diff):可为0-1
    • F0(spec):0-0.08 (allegorithmic etc.), 典型值0.04
    • Metallic: 0

已知某材质的BaseColor、Metallic、SpecularScale(默认值0.5),欲求其diff(albedo)与spec(F0),可用如下公式:

half DielectricSpecular = 0.08 * SpecularScale;
half3 DiffuseColor = BaseColor * (1 - Metallic);
half3 SpecularColor = DielectricSpecular * (1 - Metallic) + BaseColor * Metallic;

可以看出:

  • 对于纯金属而言: Metallic=1

    • DiffuseColor=0
    • SpecularColor = BaseColor
  • 对于绝缘体而言: Metallic=0
    • DiffuseColor = BaseColor
    • SpecularColor = DielectricSpecular = 0.08 * SpecularScale(默认0.5)= 0.04(默认)
  • 对于介于两者之间的半导体而言: Metallic=(0,1)
    • DiffuseColor = BaseColor * (1 - Metallic)
    • SpecularColor = DielectricSpecular * (1 - Metallic) + BaseColor * Metallic = 0.08 * SpecularScale * (1 - Metallic) + BaseColor * Metallic

由此可见:

  1. 对于一张贴图而言,因为SpecularScale是统一指定的,所以对于其贴图中的绝缘体而言,其F0是统一的
  2. 对于一般的半导体metallic情况,其spec为DielectricSpecular、BaseColor二者的lerp,但注意,其实F0位于0.08-0.3(or 0.5)之间的情况很少;而其diff则可用basecolor与(1-metallic)简单计算出来
  3. 考虑一般的半导体metallic情况,DiffuseColor + SpecularColor=(BaseColor + DielectricSpecular) * (1 - Metallic) + BaseColor * Metallic,其中DielectricSpecular的最大值为0.08,而BaseColor、Metallic均位于(0,1),但BaseColor=1、DielectricSpecular=0.08且Metallic=0时,整个式子最大值为1.08,基本能量守恒

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