如果决定成为一名设计师，你还要再搞清楚一个问题：成为哪个领域的设计师？是做游戏还是做视频？做文创还是做IP？给爱豆做广告图，还是给喜欢的明星装修房子？而随着软硬件和新工具的不断迭代，不管你选择哪个方向，都比你的00后学长、90后乃至80后前辈们，入行要容易得多得多。
为什么这么说？举个大家都好理解的例子：早些年我们看微博，会觉得能做图片精修的PS大神好厉害！而现在，打开抖音或手机上任一款修图APP，任何人都可以一键生成不输给大神的图片精修效果。
也就是说，几个小时的工作量，靠APP程序算法，现在一分钟不到就能搞定。门槛和效率有了翻天覆地的变化。
可也有同学会觉得：既然反正会有更厉害的工具来取代手艺人，那是不是意味着，我们不需要学习这些技能了？
我反而觉得，越是人工容易被工具取代的年代，越要趁早打好基础。这就要求我们不要只将目光放在学习怎么操作软件上，而是像火星老师教大家的那样，将关注点放在系统性、创意性和创新性上，底层逻辑要打好，目光要向高处走，不愁做不好。
况且，你们不好奇那些曾经叱咤微博的修图大神们都去哪儿了么？他们要么本身就是已经通过自己的努力在大厂任职、非常厉害的设计师，修图只是副业爱好；要么是被做修图APP的公司请去，帮助做程序的修图效果优化。
换句话说，只要我们的世界还有BATZ大厂、电商、直播，只要我们还需要手机拍照，这些大神们就不愁没工作，他们的工作内容只会升级，需求是大概率不会被淘汰的。
好了，修图的例子就先举到这里。接下来我要放出今天的知识点教学，是关于PBR材质的，这个东西就跟一键美颜一样“变态”，能够让模型师们的工作变得既简单又出活儿。
接下来的内容，如果你能看懂，那么恭喜你，你来学模型专业，入行会比旁人更加容易；如果你看不懂，那么更没关系啦。只要你想学，火星的系统性教学分分钟就能帮到你！
PBR的全称是Physically Based Rendering，基于物理的渲染。这个知识点在火星的3D美术班、影视模型渲染班和程序开发工程师班均有涉猎。
众所周知，“渲染”是能让一个新出炉的模型，看起来更加赏心悦目的关键，它会包括材质、灯光和贴图等等一系列的加工。就像给一个新出厂的SD娃娃，画上好看的妆容、再穿上好看的衣服那样。
PBR材质，就是考虑了物理原理和微平面理论的材质系统，包括光影及颜色的微调整，让你的模型看起来更加接近真实世界里参照物的样子。
和普通材质相比，PBR材质更加真实，尤其是镜面反光和金属材质的色彩和光泽，简直绝绝子。
这里用到了色调映射（Tone Mapping）的概念，也称色调复制(tone reproduction)，是将宽范围的照明级别拟合到屏幕有限色域内的过程。
可以看下面两张相同场景图的效果对比，上图未采用色调映射，下图采用了Reinhard色调映射法。可清楚看到，亮部细节被很好地保留了。
色调映射功能还包括了从LDR(低动态范围)和HDR(高动态范围)之间的换算。主流商业引擎都支持了HDR的渲染流程，下图是UE4中LDR和HDR的效果对比图。
除了色调映射，不得不提的还有微平面理论(Microfacet Theory)。也就是将物体表面建模成做无数微观尺度上有随机朝向的理想镜面反射的小平面(microfacet)的理论。
在实际的PBR 工作流中，这种物体表面的不规则性用粗糙度贴图或者高光度贴图来表示。
这为模型本身增加了很多接近真实世界的光线反射细节
而这只是PBR材质中所用的基础物理原理之一。同样被经常用到的还有能量守恒(Energy Conservation)、菲涅尔反射(Fresnel Reflectance)、线性空间(Linear Space)、菲涅尔反射(Fresnel Reflectance)等等。
PBR背后的核心原理很多
现实世界中，我们将不同类型的物质分成三大类：绝缘体(Insulators)、半导体(semi-conductors)和导体(conductors)；而在渲染和游戏领域，我们一般只对其中的两个感兴趣：导体 (即金属材质)，以及绝缘体(电解质、非金属材质)。
其中，非金属具有单色/灰色镜面反射颜色，而金属具有彩色的镜面反射颜色，如下图所示。
那么，我们很容易推断出：PBR有两种工作流，一种就是基于金属的，还有一种，是基于镜面反射的。
以金属工作流举例，需要对基础颜色(base color/ albedo map)、金属度(metallic map)、粗糙度(roughness map)、环境光吸收(Ambient Occlusion)、法线(Normal)、高度贴图 (Heightmap)、固有色(Albedo)、粗糙度(Roughness)、金属度(Metallic)等等参数进行逐个调节，来达到更高的渲染真实度。
金属度参数效果对比
粗糙度参数效果对比
金属度调整过程演示
另外，法线贴图也是很受关注的技术，也就是游戏界里常被提到的次世代技术。法线贴图是一种显示三维模型更多细节的重要方法，它能够计算出模型表面因灯光而产生的细节。
贴图本身是一种二维效果，所以它不会改变模型的形状，但是它可以通过计算轮廓线以内的各种额外细节，来确保模型表现出更多的视觉上的细节效果。
传统凹凸贴图效果
PBR法线贴图效果
如上面贴图对比效果所示，PBR材质有更多细节，让画面逼真了好几个度！而工作量跟传统贴图相比，并不会更复杂。
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