基于PBR流程的影视角色模型材质呈现的研究

论文总字数：11601字

目 录

摘要（引言）……………………………………………………………3

Abstract…………………………………………………………………4

1. 绪论…………………………………………………………………5
   1. 引言………………………………………………………………………………………5
   2. 定义………………………………………………………………………………………5
   3. 基于PBR流程的影视级模型在制作过程中的技术调整及对策 …………………5

二、国内外背景、目的及研究意义……………………………………6

三、PBR流程在影视级模型中的优势 ………………………………7

四、结合毕业设计谈PBR流程在影视模型材质表达中的问题及解决途径……………………………………………………………………8

4.1 掌握难度大 ……………………………………………………………………………8

4.2 作品风格单一 …………………………………………………………………………8

4.3 材质表达缺失——皮肤材质表达；装备材质表达；毛发材质表达 ………………9

五、基于PBR流程的影视模型材质表达研究的经验的总结……10

5.1改变制作方式 …………………………………………………………………………11

5.2使用天空球，理性的使用specular贴图，风格化可以通过编写shader的代码…11

5.3侧重于科幻、架空题材，减少水和其他物体交互，通过诱导的方式吸引观众视线11

结语 ……………………………………………………………………12

参考文献 ………………………………………………………………13

致谢 ……………………………………………………………………14

基于PBR流程的影视模型材质表现的研究

李怡婷

, China

Abstract:The PBR process overcame the drawbacks of traditional CG rendering technology with high learning cost and low work efficiency, which made a qualitative leap over the traditional model material expression. At the same time, there are still many problems in technology, such as the lack of some material expression, the unitary and abstract knowledge of the whole work, and the difficulty in learning and understanding. On the basis of detailed analysis and demonstration, the solutions to map making process, visual induction, rendering and synthesis are given.

Key word:PBR process;Model material ;Visual induction ;cg

1. 绪论

1.1引言

传统cg的模型材质制作多是由众多参与项目制作的艺术家们根据个人经验审美制作渲染的，其优点在于制作流程简单，修改直观，缺点则是无法统一的风格及制作水平和在团队合作的项目中不占优势，导致游戏制作规模受到人力限制；除此之外，仅依靠PGR值制作的贴图无法在HRRI天空球下很好的模拟现实生活中的材质，缺乏真实度。

PBR流程基于物理渲染的本质，通过对真实世界的物理现象进行逼近、模拟、再现，使得三维模型在不同的光照环境下都可以很好的现实生活中的质感，其参数化的特点将促使其由感性低效转化为一个具有理性高效的工业流程。

其根本变化在于对贴图不再是依靠一系列的RGB值，而是由一串物理参数控制；能量守恒定律使得通用材质库成为可能，大大提高了工作效率。

1.2 定义

PBR全称Physically based rendering(基于物理的渲染)，它是一种着色和渲染技术，能够在一定程度上模拟大部分现实生活中的材质。了解一些常用的术语及概念对于影视角色模型材质表达起到了决定性的作业，例如：能量守恒、漫反射、微表面（决定材质表面的粗糙或者光滑程度。）、菲尼尔定律、环境光遮挡（AO）、曲度信息、参考材质参数、创建材质纹理。

1.3基于PBR流程的模型在制作过程中的技术调整及对策

对模型制作过程进行深度分析，提出了软件引擎选择、材质球属性调节等问题的解决途径，同时注重实用性与创新性。通过对模型贴图的制作流程的深度剖析，对毕业设计制作起到积极作用。最终模型的完成将展现出PBR流程的魅力及当下影视角色模型的制作水准，并适当的加一些艺术效果的处理，让看者可以更好的了解如何通过PBR流程再现现实生活中的各种材质及模型制作的所需全流程，最终达到推广PBR流程在离线渲染中的应用。

国内外背景、目的及研究意义

计算机图形学的发展促使离线渲染技术的飞速发展，近年来，随着离线渲染的使用范围逐步扩大形成一条成熟的经济产业链。在传统离线渲染流程中，艺术家带有自己的主观情感借助光影变化模拟现实生活中的物品，使得作品较PBR流程更富有艺术性。然而随着实时渲染技术的持续爆炸式发展，离线渲染技术逐渐暴露其弊端：小众、对于制作者审美要求过于感性艺术性、学习困难、依据庞大的理论技术体系等，致使离线渲染技术逐渐失去光环。因此Substance Painter、Substance Designer和Quixel SUITE等基于物理算法的PBR流程（physically based rendering，基于物理的渲染的算法）的软件应运而生，目前，该技术已经被大规模运用于cg、游戏和引擎电影中。离线渲染技术的不计成本的追求画面真实度往往使得大多数艺术家望而止步。PBR流程的出现改变了这一现状，它基于物理算法，简化工作流程，解放部分程序的工作压力，促使程序将更多的精力放在更重要的地方，在实际的商业项目中节约时间与资源，呈现更真实的效果，越来越多的人逐渐开始尝试这一新技术。

pbr流程分为两套，一种是metral-roughness（基于金属），一种是specular-glossiness（基于镜面反射）。

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