视频字幕
PBR是Physically Based Rendering的缩写，中文意为"基于物理的渲染"。它是一种基于物理原理的渲染技术，旨在模拟光线与材质的真实交互方式，从而生成更逼真的图像。PBR技术通过精确模拟光线如何与物体表面发生作用，例如反射、折射、吸收和散射，使渲染结果看起来更像现实世界。PBR中的关键属性包括基础色、金属度、粗糙度和法线贴图等，这些属性共同决定了材质的视觉表现。
PBR的核心原理基于几个关键概念。首先，它遵循能量守恒定律，确保反射的光能不会超过入射光能。其次，PBR基于微表面理论，认为物体表面由微小的镜面组成，这些微表面的朝向分布决定了材质的粗糙度。第三，PBR使用基于物理的双向反射分布函数（BRDF），精确描述光线如何从不同角度被反射。最后，PBR明确区分金属与非金属材质，因为它们与光的交互方式有根本不同。金属材质会吸收大部分入射光并产生有色镜面反射，而非金属材质则会散射部分光线并产生无色镜面反射。
PBR材质系统使用一组关键属性来定义物体表面的特性。首先是基础色，也称为反照率或基色，表示物体表面的固有颜色。其次是金属度，它定义了表面是金属还是非金属的程度，影响反射的颜色和强度。第三是粗糙度，描述表面的微观不平整程度，决定了反射的清晰度和散射程度。法线贴图则用于模拟表面的凹凸细节，增加几何复杂性而不增加实际多边形数量。最后，环境光遮蔽用于模拟表面缝隙和凹陷处的阴影效果，增强深度感。这些属性共同作用，使PBR能够在各种光照条件下生成一致且真实的视觉效果。
PBR的工作流程通常包括五个主要步骤。首先是创建3D模型，这是整个过程的基础。接着是制作UV贴图，将3D模型的表面展开到2D平面上，为后续的纹理绘制做准备。第三步是创建PBR材质贴图，包括基础色、金属度、粗糙度、法线等贴图。第四步是设置光照环境，包括直接光源和环境光照。最后是渲染最终效果，得到真实感强的图像。PBR技术广泛应用于多个领域，包括游戏开发、电影特效、建筑可视化和产品设计等。在游戏开发中，PBR使游戏画面更加逼真；在电影特效中，它帮助创建与真实场景无缝融合的CG元素；在建筑可视化中，它能够准确展示建筑材料的外观；在产品设计中，它可以在制造前精确预览产品的最终外观。
总结一下，PBR是一种基于物理原理的渲染技术，它通过模拟真实世界的光线行为来创建逼真的图像。PBR的核心原理包括能量守恒、微表面理论和基于物理的双向反射分布函数。它使用一组关键材质属性，如基础色、金属度、粗糙度和法线贴图等，来定义物体表面的特性。PBR技术已广泛应用于游戏开发、电影特效、建筑可视化和产品设计等领域。展望未来，PBR技术将继续发展，主要趋势包括：实时光线追踪与PBR的结合，提供更高级的光照效果和反射；人工智能辅助PBR材质创建，自动生成复杂的PBR材质贴图；以及PBR标准的跨平台统一，统一不同引擎和软件之间的PBR工作流。随着计算能力的提升和算法的优化，PBR将在更多领域发挥重要作用，为用户提供更加真实和沉浸式的视觉体验。