Question

“物理材质”具有标准和高级参数以支持最佳实践用途，避免非物理调整，而不是让它们变得不可能。

• 材质编辑器 常规 物理材质

“物理材质”的用户界面有两种模式：“标准”和“高级”。高级模式是标准模式的超集，其中包括隐藏的参数。“物理材质”具有标准和高级参数以支持最佳实践用途，避免非物理调整，而不是让它们变得不可能。在大多数情况下，标准模式下的参数足以生成最切实可行的材质。

高级参数包括：

• 反射颜色和权重。在现实世界中，绝缘体材质的曲面实际上反射率变化并不很大，但它散射光线的方式变化很大。由于材质粗糙度的变化会改变感知强度，这就是通常产生变化的原因。传统上，人们为反射使用强度贴图；但在物理学上，一切物体（通常）都反射。这只是散射多少这些反射的问题。这些参数处于隐藏状态，以支持粗糙度变化而非反射强度变化。
• 漫反射粗糙度来自 Oren/Nayar 漫反射模型。虽然有用，但有点值得怀疑。它仅存在于高级模式中，主要是为了与传统材质（例如 Arch & Design）的相似性。
• 高级反射比参数卷展栏和手动反射率曲线处于隐藏状态，因为它们是可疑的。在现实世界中，反射将由给定绝缘体 IOR 的 Fresnel 反射率控制。当发生更强的反射时，它们来自具有不同 IOR（折射率）的材质或由金属混合所致。在“物理材质”中，通过添加“金属度”可以模拟它们。手动曲线存在于高级模式中，是为了更好地控制传统材质（例如 Arch & Design）以及与其的兼容性；它应谨慎使用，以保持物理真实性。

材质具有一些参数，促成大部分行为，其中一个参数是“金属度”。

“金属度”会在两个基本明暗处理模型之间插值：

• 当“金属度”为 0.0 时，材质的物理模型是由内有悬浮彩色粒子的绝缘载体材质构成的。这些粒子的密度和颜色定义了漫反射颜色、材质中的吸收、散射。光线进入绝缘体，与粒子相互作用，然后反射或折射回来。
• 当“金属度”为 1.0 时，材质的物理模型是由实体金属对象构成的。光线从对象曲面反射，仅由曲面着色和散射。没有光线进入对象，使其变得不透明。

在此基础材质之上是一个可选的涂层。

基础颜色和反射

基础颜色和反射是从曲面反射以及漫反射，漫反射是在材质内部的彩色粒子的最顶层的反射。

反射

基础颜色/漫反射

反射是由随曲面视角而变化的角函数驱动的。此角函数通常是基于 IOR 参数的 Fresnel 函数，但也可以是一个自定义的手工曲线（在“高级参数”模式下）。下面它仅作为“角函数”编写。

• 当“金属度”为 0.0 时，基础权重和颜色定义了材质的漫反射比。具有反射权重和颜色的反射层（仅在高级参数模式下显示），其中权重乘以角函数。
• 当“金属度”为 1.0 时，基础权重和颜色定义了金属反射的反射比。角函数会在颜色（对于面向查看者的反射）和反射颜色（对于边上的反射）之间进行插值。 注意:金属始终反射，反射权重将被忽略。

反射的粗糙度是由反射粗糙度参数定义的；其中 0.0 是一个完全平滑的镜状曲面，1.0 是一个非常粗糙的漫反射状曲面。可以将解释进行反转，使 0.0 解释为非常粗糙，而 1.0 为镜面平滑。这是为了方便重用现有的传统反光度或光泽度贴图，它们具有相反的解释。

当“金属度”为 0.0 时，您会看到在顶部一般为白色反射的彩色基础层。注意反射强度如何随着粗糙度的增加而变弱，因为光能传播更广泛。

“金属度”为 0.0 而且“粗糙度”分别为 0.0、0.3 和 0.6

当“金属度”为 1.0 时，您看不到基础层，只是彩色反射。反射颜色来自基础颜色和基础权重，但边上除外，它来自反射颜色（通常为白色）。

“金属度”为 1.0 而且“粗糙度”分别为 0.0、0.3 和 0.6

IOR（折射率）参数定义了材质的 Fresnel 反射率，并且默认情况下使用角函数。替代方法是在高级参数中手动定义的曲线。实际上，IOR 将定义曲面上面向查看者的反射与曲面边上的反射之间的平衡。您可以看到，茶壶盖上的反射强度保持不变，但茶壶前侧的反射强度变化很大。

IOR 分别为 1.2、1.5 和 2.0

透明度

“透明度”设置了对象如何显示为不透明或透明。光线将被折射并且可以由曲面着色，或者可能在材质中被吸收。

透明度

“粗糙度”定义了透明度的清晰度，其中 0.0 是透明的（像窗玻璃），更高的值会显现出来（像毛玻璃）。默认情况下，透明度的粗糙度值锁定为与反射率的粗糙度相同。可以通过取消选中锁定图标来取消链接值。

“粗糙度”分别为 0.0、0.3 和 0.6

“深度”参数实现了材质中的吸收。如果深度为 0.0，将使用透明度的传统计算机图形模型，其中光线在曲面上变为彩色，并且不受媒介内传播的影响。因此，对象的厚度没有任何影响。

“深度”为 0.0

但是，如果深度不为 0.0，光线将受媒介中的吸收影响，这样，在指定的深度，光线将具有给定的颜色。

“深度”分别为 0.1cm、1.0cm 和 5.0cm

透明度也可以是薄壁。对于模型面不表示实体的边界表面但将被视为薄壳的情况，这很有用。在这种模式下，深度没有任何作用，当光线穿过材质时不发生折射。 注意:光线仍会基于粗糙度散射。

薄壁透明度

“薄壁”参数使对象看起来像是由材质的薄壳而不是实体构成的。当使用单面建模窗口时，这很有用。

薄壁 = 启用

子曲面散射和半透明

此参数建模对象内光线的散射。与透明度不同，透明度可使对象透明，子曲面散射是光线在材质内的传送，实际上不能以任何有意义的方式看透它。光线会反弹，不同波长按不同方式吸收，让光线在材质中进一步移动时变为着色。

子曲面散射

“子曲面散射 (SSS)”参数与漫反射明暗处理共享其能量，因此，增加其权重会从正常的漫反射明暗处理淡出到使用 SSS 进行明暗处理。SSS 颜色是曲面上的颜色，本质上是整个 SSS 效果的着色。

“SSS 权重”分别为 0.0、0.5 和 1.0

“深度”参数定义了光线穿透到对象中的深度。“比例”是深度的纯线性比例，可以使用纹理贴图，允许“比例”在整个对象中改变。当“深度”为 0.0 时，明暗处理实际上等同于纯漫反射明暗处理。深度越大，越多的光线穿透对象。

“SSS 深度”分别为 0.0、0.1 和 1.0

“散射颜色”参数定义了光线在媒介内传播时如何被染色。从技术上讲，深度乘以比例是媒介内散射的平均自由路径，散射颜色是红色、绿色和蓝色路径的附加比例因子。

白色曲面颜色，散射颜色分别为蓝色、绿色和红色

通常，红色光线散射比绿色远，绿色散射又比蓝色远。因此，默认散射颜色 1.0、0.5 和 0.25 是合理的起点。

启用薄壁模式后，它将变为经典半透明。这是因为 SSS 是一个体积效应，而薄壁模式没有体积。

薄壁半透明

这种效果的外观类似于薄纸片，让一部分光线穿到背面。在下面的示例中，这种效果通过在场景中放置一个正方形并修改光线方向来演示。

“半透明”分别为 0.0、0.25 和 1.0

注意:由于“半透明”为 1.0 意味着所有光线都来自反面并且没有光线来自正面，因此它不是物理上现实的设置。一般来说，当在半透明模式下使用时，权重不应大于 0.5。

发射

“物理材质”支持发射组件，在其他明暗处理之上添加光线。发射标识由权重和颜色乘以亮度来定义，此外由开尔文色温（其中 6500 = 白色）染色。

“亮度”分别为 1500、5000 和 50000

“开尔文色温”分别为 3000、6500 和 10000

各向异性

各向异性是拉丝金属等材质中显示的效果，其中特定颗粒方向提供了在不同方向有不同表面粗糙度的视觉效果。高光和反射在特定方向会显示为“拉伸”。

“各向异性”参数定义了效果的“拉伸”程度。原则上，它是水平与垂直粗糙度值之间的比率。这意味着，值 1.0 不会拉伸。

“各向异性”分别为 1.0、0.5 和 0.1

使用“旋转”参数可以旋转各向异性效果，其中 0.0 到 1.0 是一个完整的 360 度旋转。

“旋转”分别为 0.0、0.12 和 0.25

高级反射比

“高级反射比“参数默认情况下处于 IOR 模式中，根据材质的折射率从 Fresnel 等式得出与角度相关的反射比。这是最切实可行的方法。但是，也可以使用“自定义曲线”模式。这样，您可以使用三个参数手动塑造角度依赖关系：

• 正面 - 面在查看者方向的反射
• 边 - 在边上从轻擦视角的反射比
• 坡度 - 曲线在两个端点之间的形状。

涂层

“物理材质”具有给材质添加涂层的功能。它在所有其他明暗处理效果之上充当透明涂层。涂层始终反射（具有给定的粗糙度），并假定为绝缘体。反射率基于使用给定的涂层折射率的 Fresnel 等式，反射始终是白色。

“涂层权重”分别为 0.0、0.5 和 1.0

涂层也可以具有不同的粗糙度值。

“涂层粗糙度”分别为 0.0、0.25 和 0.5

在现实世界中，如果材质有涂层，那么在涂层内侧有一定量的内部反射。这样会使光线在逸出之前多次反弹到曲面，从而使材质的颜色具有增强效果。涂漆木材就是这样一个例子。此效果可以通过使用“影响基本色”参数来实现。

“影响基本色”分别为 0.0、0.5 和 1.0

涂层本身也可以具有颜色。它是涂层透明度的颜色。在下面的示例中，一个菱形贴图已应用于涂层权重，并且使用了不同的涂层颜色。

“涂层颜色”分别为白色、绿色和红色

在左侧的示例中，涂层仅由“影响基本色”参数的变暗效果来更改，而右侧的示例进一步受到影响，因为它们是通过涂层颜色本身看到的。这类似于在绘制或 laquer 的半透明层中绘制对象。

涂层也有“影响基本粗糙度”参数。这会导致涂层的粗糙度影响基本层的粗糙度，模拟通过顶层看到的模糊效果。

在下面的示例中，在“金属度”设置为 1.0 的情况下，在基础颜色之上使用了红色涂层。

“影响粗糙度”分别为 0.0、0.5 和 1.0

在左侧的示例中，覆盖了红色涂层的金属不受影响，而右侧的示例生成一个模糊的外观。

“涂层”参数也有一个单独的凹凸贴图。这样，可以使用涂层生成一些有趣的效果，例如沾有果酱的黄铜茶壶。

本节内容

• “预设”卷展栏（物理材质）

  “预设”卷展栏可以访问物理材质预设，以便快速创建不同类型的材质，例如釉面陶瓷、旧铜或蜡烛。

• “涂层参数”卷展栏（物理材质）

  通过“涂层参数”卷展栏，您可以为材质添加透明涂层，并让透明图层位于所有其他明暗处理效果之上。

• “基本参数”卷展栏（物理材质）

  “基本参数”卷展栏包含物理材质的常规设置。

• “高级反射比参数”卷展栏（物理材质）

  通过“物理材质”的“高级反射比参数”卷展栏，您可以选择是基于材质的 IOR 还是自定义曲线来驱动角度相关的反射比。

• “各向异性”卷展栏（物理材质）

  “物理材质”的“各向异性”卷展栏可在指定的方向上拉伸高光和反射，以提供有颗粒的效果。

• “特殊贴图”卷展栏（物理材质）

  通过“物理材质”的“特殊贴图”卷展栏，您可以在创建物理材质时使用特殊贴图。

• “通用贴图”卷展栏（物理材质）

  通过“物理材质”的“通用贴图”卷展栏，您可以在创建物理材质时使用贴图。