【教程】Blender Cycle PBR Workflow

Principled BSDF节点

文章摘要:

Blender内置的Cycle渲染器,一直以来就具备PBR流程的渲染能力。在2.78版本及以前,我们需要自己动手,使用Cycle内置的BSDF渲染节点,来创造自己的PBR节点,很是麻烦。好消息是,blender2.79版本已经确认要加入一个新的节点Principled BSDF,这个节点将PBR流程所需的材质接口全部包含在内,我认为其本质还是Cycle内置的节点组合而成,只不过这是官方的版本同时也解决了很多让我们头疼的搭建PBR材质节点的问题。

本文的主题用一句话概括:

用blender2.79的Principled BSDF节点,一站式解决blender PBR流程。


1.如何找到Principled节点

2.常用的PBR工作流程

3.Principled中其他参数的介绍




1.如何找到Principled节点:

这个功能包含在blender2.79版本中,目前的正式版为2.78版本,2.79处于测试状态,但是预计2017年7月就可以正式发布。b

2.79的测试版本可以在这里下载到:

https://download.blender.org/release/Blender2.79/

要记住2.79正式版发布之后,就不需要从这个链接下载了,可以在官网:www.blender.org 下载。

下载好之后,Principled 节点就像 Diffuse节点 Glossy节点等材质节点一样,在Shader菜单里静静的等你了。

blender2.79中材质节点新加入的Principled BSDF



2.常用的PBR工作流程

我们先来看一下Principled节点的样子:


Principled BSDF

Principled BSDF节点采用Metallic材质流程。

常用的节点有四个

Base Color  

               一张颜色信息图,代表物体颜色和反光的颜色

Metallic       

               一张非颜色信息图,黑白图,代表物体当中哪些是金属材质哪些是非金属材质(这里表述较为粗糙,其实是区分metals材质和Dielectrics材质)

Roughness  

                一张非颜色信息图,黑白图,代表物体不同区域的Roughness信息,光泽度。

Normal         

                 一张法线贴图。


我是使用Quixel来制作PBR材质的,后面会有文章专门写如何制作PBR贴图。

因为blender采用的Metallic材质流程,再具体一点讲是Disney PBR workflow,再Quixel里制作材质贴图之前,只要将项目设置为【Disney Metallic workflow】,项目就会自动设置好所需要的几种贴图,最终导出就可以了。

Quixel里导出的设置


有关PBR工作流程可以参考这篇迪士尼的文章《Physically-Based Shading at Disney》(https://disney-animation.s3.amazonaws.com/library/s2012_pbs_disney_brdf_notes_v2.pdf),在2012年的动画电影《无敌破坏王》里,艺术家们想通过一种流程,从而使人物在任何环境和光照下保持材质的统一,从而总结和规定了pbr流程,具体关于PBR流程我后续也会更新文章,后面也会链接到这篇文章里面。

这样的工作流程使得我们材质制作更简单了。首先Quixel内置的各种材质来源于真实的物理扫描数据,虽然不可能是和物理世界完全一样,但是不同材质之间有一个合理地区分和范围,比如各种金属的反光程度,其次它还有丰富的工具可以添加表面的细节,同时可以实时预览,并且这样的流程让材质在任何光照下保证了统一性。




3.Principled中其他参数的介绍

Principled材质节点拥有许多的参数,可能你刚一看到会脑袋很疼。

虽然我们只要用到上面所讲的四个参数就可以做出很棒的效果了,但是如果你看过我下面的介绍,或许你会更加明白我们为何用或者为何不用其他参数。


首先是第一个下拉选项:这里是选择反射的算法的,反正根据我的实验和搜索,这里几个选项的区别非常小,所以让其默认就好。


反射算法

下面这三个是负责SSS材质


次表面的散射设置

Subsurface是SSS的强度

Subsurface Radius是SSS的范围

Subsurface Color是SSS的颜色

按理来说dielectric材质(粗略来讲就是非金属材质)都有或多或少的SSS属性,比如石头就有,强一点的比如玉石,弱一点的比如大理石,主要是因为非金属的材质,其实光子是可以摄入其表面的,而金属是不能用SSS属性的,因为物理世界中金属材质表面电子间隙很小光无法摄入表面以下,只会在表面产生反射。


Specular 设置

Specular :如果你想保证你的渲染是物理正确的,那这里就保持其0.5的数值。

Specular Tint: 如果你想保证渲染是物理正确的,这里保持0。

关于为什么物理正确,这两个值就要保持这样,和PBR的理论有关系,我可以简单讲一下后续有详细文章介绍。

因为PBR流程中,前期理论阶段对材质大致分类为两种:一种叫做金属 一种叫做非导电,非导电通俗点来讲比如说有石头、木头、人体、塑料等。

金属材质的反光也就是Tint会带有金属的颜色,比如说这种:


金属材质反射会带有颜色

非导电材质的反光应该是不带有自身颜色的,是白色。


非金属材质反光不带颜色

这些都是科学家们研究出来的结论,用这样的方式来表现真实的材质。

我们只要记住上面所讲的Specular 保持0.5,Specular Tint保持默认0就是基于物理的渲染。



各向异性是下图这样的效果,这里还可以控制他的纹路旋转,可以自己尝试一下。


或许你见过你家里的汤锅底部有这样的纹路

Sheen选项

这个设置是做布料的时候,为了补充布料那种边缘反射很柔的效果。其实效果不是很明显,具体大家也可以根据需求使用。



Clearcoat选项

这两个设置我觉得还挺有意思的,这种是为了在物体表面再产生一层反射,类似表面光滑的车漆、或者是木纹地板虽然有木纹的凹凸和法线在底层,但是表面有一层很光滑的蜡层反光。下图这几个图可以说明一些问题。


Clearcoat设置产生的效果

透明和折射率

这里就很简单了就是设置折射率和透明度。





刘琪

我毕业于浙江传媒学院-数字媒体艺术专业,目前在杭州某影视公司做实习生,希望可以在这里分享我对于各种数字艺术的探索,并和大家一起交流。


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