前言

Metallic-Roughness与 Specular/Smoothness 是业界最主流的工作流，虽然控制参数不同，但最终目的都是进行BRDF光照计算。那么这两种工作流究竟有什么本质的区别，它们各自的优缺点是什么，为什么有两种工作流，对应工作流适用的场景是什么。本文将一一解答这些问题

两种工作流的定义

Metallic-Roughness是现如今最主流的工作流，UE就采用这个工作流

核心参数
- Albedo：包含绝缘体的漫反射颜色，以及金属的高光反射率F0
通过后续配合metallic解码，得到真正的漫反射、F0
```
o.DiffuseColor = o.BaseColor - o.BaseColor * o.Metallic;
o.SpecularColor = ComputeF0(o.Specular, o.BaseColor, o.Metallic);
```
- Metallic：定义材质是绝缘体（0）还是金属（1）
- Roughness：定义表面的微表面粗糙度
优点
- 强制能量守恒：可以看到这种工作流提供的参数都是与PBR有关的，没有手绘什么的，由引擎底层自动处理处理漫反射和F0的比例
- 省显存： Metallic 和 Roughness 都是单通道灰度图，可以和其他的单通道如AO打包成一张贴图
缺点
- F0固定。大多数引擎固定编码为0.04，如果需要宝石、玉石，这种高F0的效果，需要额外开放一个specular参数，它会影响F0的值
```
F0 = 0.08×Specular
```
- 白边瑕疵。当材质在一个像素从绝缘体过渡到金属时，Base Color 会从漫反射颜色剧变到金属的高光颜色，而 Metallic 也会从 0 变到 1。过渡区域会出现非物理的“亮斑”或白边

Specular/Smoothness工作流在PBR早期很流行，在概念上更接近前 PBR 时代的次世代渲染工作流

核心参数
- Diffuse：仅包含漫反射颜色，不包含F0
- Specular(RGB)：直接定义材质在垂直入射角下的F0；于绝缘体，通常是非常暗的灰色；对于金属，则是带有颜色的亮色
- Smoothness：与粗糙度完全相反
优点
- 绝对的控制力：美术可以直接控制所有材质的 F0 数据流
- 无过渡的白边瑕疵
缺点
- 容易打破能量守恒
- 显存占用更大：Specular是RGB贴图

“物理正确”与“自由度”的选择
- Metallic-Roughness ：追求渲染管线的健壮性、避免美术打破能量守恒、更好的内存
就算F0有限制，还可以开发不同的shadingmodel来满足特殊材质
- Specular/Smoothness：需要开发有大量特殊、F0很高的非金属材质（如薄膜）、且美术团队极其专业