国内外多款原版PBR材质对比分析

/!\ 此帖基于作者本人主观感受,不能直接代表玩家群体主流评价。为学习互助共同进步,无拉踩意图。
○ 此帖涉及许多深度知识,分析了许多设计规范和逻辑,如果您好奇PBR材质的工作原理,您可以尝试阅读: ↓
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○ 无特殊说明时,搭配光影 Sundial ,开启体素视差,可能修改太阳高度角和光照强度,其余设置均为默认。
○ 对比图受光线角度、光影风格契合度、光影设置等因素影响,不能直接反映实际游戏画面,仅供参考。
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● 分析包含作品:
立方构想V4000:我的作品,以下简称立方
平方构想V2000:我的作品,以下简称平方
开拓构想V1000:我的作品,以下简称开拓
SPBR:全称Shulker's PBR,由B站大佬 @是Shulker哒 基于 Vanilla Normal Renewed 改进制作。
AVPBR:Another Vanilla PBR,由 joaquix_1021_ 制作,籽岷2023-04-27视频介绍,作者已停更并投入新一代作品。新品完善度较低,此帖子不包含。
VNR:VanillaPBR,由 h0ppip 制作,2019年春季更新至今,增加了法线视差和反光,对原版贴图没有修改。

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● 对比图和特征分析

○ 在“冰”系列方块上,我的材质有对颜色细微调整,降低了整体亮度,在反射较强的时候不会过分遮盖固有色,再因为像素层级的法线和纹理细节的法线,在反射最强处也不会完全不可识别方块类型,所以我才放心将反射强度提高到符合物理实际的几乎完全反射的程度。AVPBR和VNR的反射强度更加保守,实际上就和原版差异不大了。SPBR反射强度比我低一些,用了更加柔和的16x法线。

○ 这里和冰一样,测试了非金属高反射方块。可以看见VNR的反射强度相当保守,几乎等同于没有反射。
○ AVPBR则是有一个折中的反射强度,这个强度我一般用在磨制石头上,AVPBR在石英块上可以说完全没有做法线,不是很清楚老外对这个方块的理解和设计。
○ SPBR在石英边缘有做倾斜的法线,这个设计方案我在2023-04-09次更新前有使用,后来为了和其他方块的凹凸逻辑统一,被我弃用了,这个后面会提到。
○ 另外SPBR的反射强度是最强的,而我选择了一个比AVPBR和SPBR更低的反射强度,这是因为我不希望大家的视线被过度吸引到反射所形成的“镜像空间”中去。

○ 可以看出,我是的反射强度依然是6者中最强的。在我的设定下,有些木板是有经过打蜡等现代工艺的。在立方构想V3000中,木板也是非常粗糙的表面,但后续因为实际游戏中表现不佳,经过多次测试,才加上了“打蜡”的设定。其他木板我的反射强度也是最强的。目前也没有收到有关木板反射过强的反馈。

○ 这里主要测试的是在原版设定下有“smooth”“polish”过的方块,也就是表面有人工加工过的方块。砖块系列。
○ SPBR似乎法线视差设计上有些混乱,风格不统一。AVPBR有统一的法线设计逻辑规范,反射强度上差异较大。VNR就不提了,看着太奇怪了,反射强度还是非常保守,只给了三废岩一定反射。
○ 另外可以发现一些凹凸设计逻辑的不同,后面会分析。

○ 这里主要看的是各类石头和他们的加工变种。
○ 结合其他测试,可以看出SPBR非常注重16x下对方块凹凸外形的表现,这个磨制玄武岩的反光真的呈现柱状了。

○ AVPBR的反射相当混乱,同一种类的方块在bricks、polished、smooth、chiseled下的反光强度不统一,或许是因为他区分了在英文语境下的这些词汇的细节含义吧。VNR在这张图上除了三废岩,其他根本看不出反射,相比于简介上写的法线视差PBR材质,我甚至觉得它更应该算作视差3D材质包,,,
○ 我的贴图在同一种类不同变种下的PBR反射强度是统一的,凹凸逻辑也有确切的设计规范,因此需要对一些原版方块贴图的细节做修改,这在后面会提到。

○ 这里主要看的是矿物类方块的反射。
○ 这里设计逻辑差异太大了,不好分析对比。其中,同样是16x像素风的材质,开拓和SPBR相比,我的法线会更激进一些。另外SPBR的红石块视差设计太硬核了吧,,,
○ 同样是128x扁平锐利风格的平方和AVPBR,明显可以看出我的设计更加细致,AVPBR大量依照明度→高度→生成法线,但明度信息并不直接等同于高度信息,这我觉得是非常偷懒的行为,尤其是在紫水晶和粗矿系列方块上,这样的逻辑明显不适用。

○ 先分析明显的差异,AVPBR和VNR的反光强度明显低于其他,或许老外的理解不一样吧。至少我认为“带釉”肯定是表面处理工艺比较到位的,能够较为清晰的反射出周围环境。
○ SPBR在带釉陶瓦的设计上比较丰富,有通过法线方向、反射强度、视差去区分陶瓦的不同颜色部分。但我觉得有些过度丰富了,甚至表现出冗杂的视觉感受。在不对着光线的时候会好很多。
○ 另外我有对陶瓦系列的颜色和纹理重新规范过,所以整体看着比较整洁,这也比较符合边缘凹凸锐利,分割不同颜色部分的要求。
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● 整体特征分析
○ 经过包括几乎所有方块的测试体验后,整体上来看,我的反射强度较强,AVPBR和VNR的反射强度更加保守,SPBR居中。
○ 在立方、平方、AVPBR的对比中,我的法线细节更加丰富,设计贵方更加明确,极少使用明度→高度→法线的制作方法。
○ 在开拓、SPBR的对比中,SPBR更注重法线所呈现的整体凹凸质感,而我则是在高度变化处更强,平整处更平,具有明显的层级。
○ 从法线和反射的设计规范上来看,SPBR似乎有更加精确细分的设定,而我则是将凹凸种类设为几乎一种,将所有方块纳入其中,保持整体风格的统一。AVPBR的设定我觉得有些反直觉。
○ 从固有色上来看,除我以外的4者几乎都没有对固有色做任何更改。我依照设计规范有小幅度调整。
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● 细节设计差异

○ AVPBR的下界蘑菇杆子动画速率有变快和加强,我不确定这是有意为之或是单纯的错误。但我认为这样的动画过度吸引玩家视线,会成为视觉信息上的冗余,在实际游戏中令人烦躁。

○ 请忽略体素视差带来的阶梯,NVR有给耕地做非常细致的设计,挺有趣的。

○ 除我以外的3款材质在玻璃上都使用了完全反射的非金属,在法线上也是完全平整。我则是给玻璃适当降低了反光强度,加入了一定的金属度,让反射的画面更强但不会完全清晰,避免过度降低玻璃后画面的识别度。一些凹凸的法线也描出了玻璃框边缘,让原本在部分光影下模糊不可见的边缘重新清晰可见。我认为在视觉效果上,这是更好的选择。

○ AVPBR的海晶石砖方块加上了和海晶石一样颜色渐变动画,挺有趣的。

○ 请忽略体素视差阶梯。视差风格对比。我的作品没视差,SPBR是16x视差,AVPBR在128x下有16x的视差和128x的边缘法线,VNR往写实方向走了。

○ 经过大量观察,可以发现AVPBR在视差上也有大量使用“明度→高度”方法,但明度并不完全等同于高度信息,在许多贴图上会看起来比较奇怪。这个后面会提到。
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● 凹凸逻辑解读:

○ 先来放几张原版贴图,这些是凹凸逻辑分歧比较大的代表。

○ 我有依照凹凸逻辑需求对贴图固有色进行修改。为了让紫珀柱的凹凸和侧面统一,大幅度修改了顶面贴图。为了让錾制黑石的猪鼻纹理更贴切猪灵,有结合法线修改。(左侧灰色图基于法线贴图转化而来,让法线凹凸信息变得可视易读)

○ 原版贴图并不一定直接适合作为PBR固有色,法线PBR又赋予了贴图更多信息,这是在原版像素风框架之外的延申部分,我认为适度修改原版贴图,让他能够更好地和法线PBR结合是有必要的。

○ 这是基于AVPBR法线图转化和他的视差深度图加强后的图像。可见錾制石砖的回形不完整,没有对其边界。另外海晶石的凹凸也没有对称。

○ 这或许是因为在作者的工作流中对贴图缺乏观察,直接绘制高度图生成法线,又或许是特意如此设计的?

○ 这是基于我的理解,所有砖块类型的缝隙都有一格粗,紧贴右下会有一条边。这是我从原版贴图中总结的规律。由此同一了砖块类的凹凸逻辑。

○ 平铺效果对比。


○ 由此设计框架也微调了部分原版原版贴图。让贴图在平铺的适合更加美观,这样的设计贯穿了我整个材质。
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● 关于“明度→高度”技巧的运用

○ 由固有色贴图黑白后作为高度信息,生成法线图或作为视差高度。

○ SPBR中在许多贴图上都有使用到此技巧,运用在了视差贴图上。

○ AVPBR基于整体扁平的外观,在少部分自然类的,表面粗糙凹凸不平的贴图上有使用,运用在了视差和法线上。

○ 我的材质中几乎没有使用此技巧,更多的是用在了丰富纹理细节上。从这一角度来看,我的材质和其他另外4款原版PBR材质都有着较大的差异。明度信息并不完全等同于高度信息。在我的材质包中,几乎每张贴图的高度分层都是手工制作的,而明度高度则用于丰富纹理细节。
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● 法线设计差异

○ AVPBR的中下位置变成黑白是因为他把法线倾斜的强度拉满了。
○ 可见我相比AVPBR,增加了像素层级的法线(可以说是混用了16x像素法线和128x的边缘法线),风格的设计上更加统一,在细节上更加丰富。

○ 左AVPBR,右平方。另外可以看到一些细节处理上的差异。

○ 可见SPBR更注重方块整体形态的表达。开拓更注重局部凹凸,具有明显的层级。