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Blender 5.1 · 30/51

6.2 Principled BSDF 逐参数详解

BSDF:双向散射分布函数(Bidirectional Scattering Distribution Function)。一个数学模型,描述光线如何和表面交互。

Principled BSDF(原理化 BSDF) 是 Blender 的"万能材质"。99% 的真实世界材质都可以用它调出来。本节把每个参数讲清楚。


一、什么是 Principled BSDF

BSDF:双向散射分布函数(Bidirectional Scattering Distribution Function)。一个数学模型,描述光线如何和表面交互。

Principled BSDF:迪士尼在 2012 年提出的 Principled BRDF 模型的 Blender 版本。它把多个 BSDF 组合成一个"大而全"的材质节点,参数直观、易用、物理合理。


二、Principled BSDF 的参数分类

Blender 5.x 的 Principled BSDF 把参数分成几组:

基础(Base)

  • 基础色、金属度、粗糙度、IOR、Alpha

次表面(Subsurface)

  • 用于皮肤、蜡、玉等半透明物体

金属(Metallic)

  • 金属专用的边缘色调

镜面(Specular)

  • 非金属的反光细节

传输(Transmission)

  • 玻璃、水等透明物体

涂层(Coat)

  • 清漆层(车漆、指甲油)

光泽(Sheen)

  • 绒面效果(布料、尘埃)

自发光(Emission)

  • 物体自己发光

三、基础色(Base Color)

物体的固有颜色。

正确用法

  • 日常物体:选中度饱和度的颜色
  • 纯白:避免(基本没有纯白物体)
  • 纯黑:避免(黑色物体也有 5% 左右的反射)
  • 金属:金属的基础色应该接近"金属本身的色调"(金、铜、铝)

颜色选择建议

材质推荐基础色(HEX)
白墙#E0E0E0(不是纯白)
深色木头#5A3A1F
浅色木头#B08050
金#FFD700
铜#B87333
铝#C0C0C0
钢#8C8C8C
皮肤(亚洲人)#D4A878
叶子(绿植)#3A5F2E

四、金属度(Metallic)

二元概念:一个材质要么是金属(1),要么不是(0)。

为什么不能是 0.5?

真实世界没有"半金属"。0.5 在物理上没有意义。要么 0 要么 1。

例外

  • 铁锈:可以用 0.3–0.7 模拟(因为锈是非金属覆盖金属)
  • 但这种情况应该用纹理遮罩,而不是统一值

金属和非金属的视觉区别

  • 非金属(0):高光是白色(反射环境光的颜色),漫反射是基础色
  • 金属(1):高光带基础色(金色金属的高光偏金),没有漫反射

五、粗糙度(Roughness)

表面的微观不平度。

数值含义

  • 0:镜面,完美反射(镜子)
  • 0.1:高度抛光(抛光金属、光滑玻璃)
  • 0.3:轻度磨砂(哑光塑料)
  • 0.5:磨砂(砂纸)
  • 0.7:很粗糙(布料、粗水泥)
  • 1:完全无反射(粉笔、极度磨砂)

影响什么

  • 0:高光是一个锐利的点
  • 0.5:高光是一个模糊的大区域
  • 1:几乎看不到高光

真实世界参考

物体粗糙度
镜子0
抛光大理石0.05
新地板蜡0.1
塑料按键0.3
皮革0.5
磨砂木头0.7
水泥0.9

六、IOR(折射率)

折射率(Index of Refraction):光通过物体时的偏折程度。

常用值

物体IOR
空气1.0
冰1.31
水1.33
酒精1.36
塑料1.45
玻璃1.5
水晶1.55
玉1.6
蓝宝石1.77
钻石2.42

非金属材质都有一个 IOR。Blender 默认是 1.45(塑料/皮肤的平均值)。

对非透明物体,IOR 主要影响边缘的反光强度——较高的 IOR 让斜视角的反光更强。


七、Alpha(透明度)

  • 1 = 完全不透明
  • 0 = 完全透明

单独调 Alpha 会让整个物体半透明(像玻璃)。但真正的玻璃不用 Alpha,用传输。

Alpha 的典型用途

  • 带孔的叶子(结合贴图,叶子形状部分 alpha=1,外部 alpha=0)
  • 镂空图案(网布、栅栏)

渲染设置要求

使用 Alpha 时需要在材质属性里设置:

  • 混合模式(Blend Mode) → Alpha 混合 / Alpha 剪切

八、次表面散射(Subsurface Scattering, SSS)

光进入物体后在内部散射再出来。

典型 SSS 材质

  • 皮肤:耳朵背光时透光的红色
  • 蜡烛 / 肥皂
  • 玉 / 大理石
  • 叶子背光时的半透
  • 牛奶 / 果冻

参数

  • 权重(Weight):SSS 的强度(0~1)
  • 半径(Radius):RGB 三个通道散射的距离(皮肤的红通道大)
  • 比例(Scale):总体散射距离

皮肤示例值

  • 权重:0.2
  • 半径:(1.0, 0.2, 0.1) — 红比绿蓝更远
  • 比例:0.002

九、传输(Transmission)

真正的透明物体(玻璃、水、钻石)。

参数

  • 权重(Weight):透明的比例,0=不透明,1=全透
  • 配合 IOR 使用

做玻璃

基础色:#FFFFFF(略带蓝或绿)
金属度:0
粗糙度:0(镜面)
IOR:1.5
传输:1.0

做水

基础色:#FFFFFF
金属度:0
粗糙度:0
IOR:1.33
传输:1.0

做毛玻璃

传输:1.0
粗糙度:0.3(提高粗糙度让透视模糊)

十、涂层(Coat)

模拟透明清漆层——比如车漆上覆盖的清漆、指甲油。

参数

  • 权重:清漆层强度
  • 粗糙度:清漆本身的粗糙度
  • IOR:清漆的折射率(通常 1.5)
  • 色调:清漆带的淡色

用法

主体是磨砂塑料 + 清漆 = 车漆光泽感。


十一、光泽(Sheen)

表面的边缘柔光——布料、灰尘、天鹅绒的特征。

参数

  • 权重:光泽强度
  • 粗糙度:光泽的分布
  • 色调:光泽带的颜色

用法

做布料时权重 0.5 左右,让边缘有一圈柔和的反光。


十二、自发光(Emission)

让物体自己发光。

参数

  • 颜色(Color):发光颜色
  • 强度(Strength):发光亮度(0~1000+)

用法

  • 屏幕/霓虹灯:颜色饱和,强度 2–10
  • 灯泡内部:颜色暖黄,强度 50–100
  • 假太阳:颜色白黄,强度 500+

自发光物体在 EEVEE 和 Cycles 都可以作为光源(需要 Cycles 的"发光"功能开启)。


十三、常见材质配方

木头

基础色:#8B5A2B(浅木)/ #5A3A1F(深木)
金属度:0
粗糙度:0.7
IOR:1.45

塑料(光滑)

基础色:任意
金属度:0
粗糙度:0.3
IOR:1.45

橡胶

基础色:#222222
金属度:0
粗糙度:0.85

金属(拉丝钢)

基础色:#8C8C8C
金属度:1
粗糙度:0.3

金

基础色:#FFD700
金属度:1
粗糙度:0.2

车漆

基础色:你想要的颜色
金属度:0(不是金属,是金属色的涂料)
粗糙度:0.5
涂层权重:1
涂层粗糙度:0.1

玻璃

基础色:#FFFFFF 略带蓝
金属度:0
粗糙度:0
IOR:1.5
传输:1

陶瓷

基础色:#FFFFFF
金属度:0
粗糙度:0.15

纸

基础色:#F0E8D8
金属度:0
粗糙度:0.8

动手练习 6.2

练习 A:金属度 0 vs 1 对比

  1. 两个立方体并排
  2. 给两个加相同的红色基础材质
  3. 一个金属度 0,一个金属度 1
  4. 看差异——金属的高光是红色,非金属的高光是白色

练习 B:粗糙度扫描

  1. 排列 5 个球
  2. 分别给粗糙度 0、0.25、0.5、0.75、1
  3. 材质预览模式
  4. 观察高光从锐利到模糊到消失的过程

练习 C:做一个玻璃杯

  1. 添加经纬球,S Z 1.5 拉长
  2. 新材质:
    • 传输 1
    • 粗糙度 0.05
    • IOR 1.5
  3. 背景换成有环境贴图的 → 看到折射效果

练习 D:自发光

  1. 立方体 → 材质
  2. 展开发射,颜色选蓝色,强度 5
  3. 渲染预览模式
  4. 看到立方体像灯一样亮着

练习 E:配方练习

  1. 建 6 个球,每个用一个不同的配方(金、木头、塑料、玻璃、橡胶、陶瓷)
  2. 对比它们的视觉差异

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