“ Enscape是一款轻量易上手的渲染器，可以帮助设计师轻松地制作效果图。为了提升效果图质量，呈现更完美的渲染效果，材质调节是使用Enscape以及任何渲染软件都必不可少的重要部分。让我们通过掌握Enscape材质系统的原理，提升材质表现能力。”

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材质基本外观

打开Enscape材质编辑器，选中任意材质，通过右侧的详情窗口可以查看到在Enscape的材质系统中，材质由类型（Type）、反照率（Albedo）、高度贴图（Height Map）、反射（Reflections）、透明度（Transparency）五个部分共同决定。

首先，反照率定义了材质的基本外观，这里我们先了解一个概念：

反照率通常是指物体反射太阳辐射与该物体表面接收太阳总辐射的两者比率或分数度量，也就是指反射辐射与入射总辐射的比值。

在渲染语境下，我们可以简单地将其理解为，材质自身在光线照射下产生的漫反射的颜色，当然也包括不同颜色形成的纹理。在这里，我们可以使用材质贴图来定义某一材质的外观纹理，并在此基础上通过对贴图着色的颜色、图像消隐来进一步改变材质基本外观。

另外，Enscape材质系统中可以通过改变材质类型（Type）来改变材质的外观表达，材质类型包括：

通用：通用材质叶子：模拟直射光穿过单个表面时会发生散射的树叶、窗帘等材质

（适用于窗帘、树叶等）地毯：与表面颜色一致的地毯纤维

（在材质基本颜色的基础上增加纤维质感）水：透明的水面

（改变材质显示为透明流动液体）清漆：向材质添加有光泽的透明面漆层，可用于模拟车漆

（在材质基础上增加光泽）自发光：表面基于材质参数发光

（在材质基础上增加可控制的发光参数）草：与表面颜色一致的草叶

（在材质基本颜色的基础上增加草叶外形）

当然，仅仅靠反照率通道呈现的颜色纹理外观是远远不够渲染出真实的材质的，这就需要在高度贴图、反射率、透明度中进行材质的进一步调节。

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高度贴图

大多数材质的表面都不会是绝对平整的，都会存在或多或少宏观上或微观上的起伏，这些起伏就是材质需要表达的高度信息和粗糙度信息，在Enscape中，高度信息由高度贴图进行定义，粗糙度信息由反射贴图与粗糙度滑块进行定义。

在Enscape的高度贴图通道中，可以通过下拉菜单选择应用的高度贴图类型是凹凸贴图（Bump map）、还是法线贴图（Normal map）或者置换贴图（Displacement map），并且只能使用其中的一种。

虽同属于高度贴图，但三种贴图的原理和功能各不相同，凹凸贴图是通过图像的灰度值定义材质表面垂直方向上的变化量：50%灰度变化为0，越接近白色表示凸起越大，越接近黑色表示凹陷越大；

但仅描述单一方向上的空间变化不足以充分表达材质表面，于是通过法线贴图引入RGB三色值分别描述材质表面在空间三维方向上的位移，三色合成后形成一张蓝紫色的图片（因为主要位移方向仍为垂直表面方向，对应的颜色为蓝色）。

（图片来自于Unity Documentation）

需要知道的是凹凸贴图与法线贴图实际上改变的是材质表面的光传播，并没有实际改变表面形状，也就缺失了材质表面凹凸产生遮挡阴影的表达，因此对于较大的高度变化表现并不适合。

而置换贴图则会在材质表面产生实际位移变化，置换贴图同样是通过灰度值表达材质表面的凹凸变化的。由于材质表面产生了真正的位移，使用置换贴图对计算机硬件的性能消耗会更大。

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反射

Enscape中的反射通道包含了粗糙度、金属度、镜面高光三部分的调节。物理上粗糙度属性也属于高度信息，但在渲染语境下，粗糙度是通过材质表面反射光的模糊程度来反映的——表面越粗糙，反射光越模糊；表面越光滑，反射越清晰。前面说过，粗糙度可通过粗糙度贴图和粗糙度滑块调节。这里的粗糙度滑块是统一调整某一材质表面的粗糙度属性的，而粗糙度贴图是通过灰度图片定义材质表面各部分不同的粗糙度——白色表示0，黑色表示1。在使用反照率贴图作为粗糙度贴图的时候，需要注意考虑反照率贴图转化的灰度图中明暗是否与材质表面粗糙度成正对应关系，并根据实际情况将贴图反相处理。

金属度控制材质的菲涅耳属性。100%时材质为金属，0%时为非金属。其他所有值再现实中均不存在。

镜面高光控制非金属在0°入射角时的菲涅耳强度。大多数实际表面的值都在50%左右。陶瓷为70%，不透明液体（牛奶）和特氟龙的最低值为30%

菲涅耳公式（或菲涅耳方程），由奥古斯丁·让·菲涅耳导出。用来描述光在不同折射率的介质之间的行为。菲涅尔公式是光学中的重要公式，用它能解释反射光的强度、折射光的强度、相位与入射光的角度的关系。简单的讲，就是视线垂直于表面时，反射较弱，而当视线非垂直表面时，夹角越小，反射越明显。如果你看向一个圆球，那圆球中心的反射较弱，靠近边缘较强。不过这种过度关系被折射率影响。

在实际使用时可以理解为两者分别调整金属与非金属的表面反射强度。虽然说现实中不存在介于金属与非金属的中间状态，但对金属度进行0到1的调节有助于我们表达更多样的金属材质，例如带有表面涂层、氧化物、油漆等的金属材料。

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透明度

Enscape中的透明度通道包含了镂空和投射两种属性，需针对材质特型先行选择透明度类型再进行进一步操作。

当选择“镂空”时，可以指定贴图以确定材质的镂空纹理，贴图中白色表示镂空、黑色表示实体；而选择投射时，除了用贴图表达材质纹理外，还可以通过调节不透明度、折射率的滑块进一步调节透明材质属性。

延伸阅读：Revit&Enscape工作流中的材质贴图系统

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