1. PBR 的定义是什么？
PBR 即基于物理的渲染，是一种依据物理原理与光学规律模拟光线和物体表面交互，以生成逼真视觉效果的渲染技术。在电影《阿凡达》中，潘多拉星球上的生物和环境呈现出极为逼真的视觉效果，其背后就大量运用了 PBR 技术。像纳美人皮肤的细腻质感，在不同光照下呈现出的自然光泽与色彩变化，便是通过 PBR 模拟光线在皮肤表面的反射、折射等物理现象来实现的，让虚拟角色宛如真实存在。
2. PBR 与传统渲染的核心差异在哪？
传统渲染依赖经验和艺术化设置，不同材质光照效果需大量手动调整参数；PBR 基于物理定律，有统一科学模型，能自然呈现不同材质在各种光照下的效果，无需过度手动适配。以游戏《我的世界》早期版本与采用 PBR 技术后的对比为例，早期靠传统渲染，方块材质在光照下效果单一，如木头方块不论在何种光照下，都难呈现真实木头材质的质感变化。而在采用 PBR 技术后，木头方块在阳光下能真实反射光线，在阴影处也能依据物理规律呈现较暗色泽，更贴近现实中木头的视觉表现。
3. PBR 材质有哪些关键参数？
主要参数包括基础颜色，决定物体固有颜色；金属度，界定材质是否为金属及程度；粗糙度，描述表面微观粗糙程度；法线，用于改变表面法线方向模拟凹凸细节；环境光遮蔽，增强物体因自身遮挡产生的阴影效果。在《刺客信条：奥德赛》中，主角的金属铠甲通过调整金属度参数，呈现出金属特有的高反光特性，铠甲表面的划痕等细节借助法线参数模拟出凹凸感，在环境光遮蔽作用下，铠甲缝隙处阴影自然，粗糙度参数则让铠甲表面呈现出历经战斗后的磨损质感。
4. 如何调整金属度参数来呈现不同材质？
金属度为 0 时是非金属，呈现漫反射特性，如塑料；为 1 时是完全金属，具有镜面反射特性，如金属制品。实际中可依材质特性在 0 - 1 间调整，模拟如带金属质感塑料配件等效果。在 3D 建模软件 Blender 创建的一个科幻场景中，制作一个未来风格的控制面板，按键部分将金属度设为 0.2，呈现出类似塑料但带有轻微金属光泽的效果，模拟出按键表面可能有的金属镀层质感；而面板上的金属装饰条将金属度设为 1，清晰反射周围环境，凸显金属材质特性。
5. 粗糙度对渲染效果有何影响？
- 粗糙度低，表面光滑，反射光集中，呈现清晰镜面反射，像镜子；
- 粗糙度高，表面粗糙，反射光散射，反射效果模糊，如磨砂玻璃。
调整此参数可塑造不同材质光泽与质感。在《绝地求生》游戏里，车辆的车漆通过低粗糙度设置，能清晰倒映周围环境，如天空、树木等；而车辆的轮胎部分设置较高粗糙度，模拟橡胶材质的粗糙感，轮胎表面的反射光散射，更真实地还原了现实中轮胎的外观。
6. PBR 怎样处理不同类型光照？
对于直接光，如太阳光、灯光，依光线方向、强度、颜色及材质参数计算反射和折射；对于间接光，像环境光、反射光，借助环境贴图等技术模拟其对物体表面的影响，还考虑物体间相互反射。在动画电影《寻梦环游记》中，亡灵世界的场景灯光复杂多样。当主角在一个被彩色灯光照亮的广场上时，PBR 技术依据不同灯光的颜色、强度及角色衣物等材质参数，准确计算出直接光照下的反射效果；同时通过环境贴图模拟周围环境光对角色的间接影响，使角色与场景融合自然，营造出奇幻绚丽又真实的光影氛围。
7. 环境光遮蔽在 PBR 中的作用是什么？
环境光遮蔽模拟现实中光线因周围物体遮挡，在物体表面产生阴影的现象。在物体角落、缝隙等位置，因几何体遮挡，环境光遮蔽效果明显，增强物体立体感和真实感。在《古墓丽影：暗影》游戏中，劳拉身处古老遗迹内，遗迹墙壁上的雕刻花纹在环境光遮蔽作用下，花纹的凹陷处阴影加深，凸显出雕刻的立体感，仿佛这些花纹历经岁月侵蚀真实存在于墙壁之上，让玩家更有身临其境之感。
8. 在不同渲染引擎中如何实现 PBR？
常见渲染引擎如 Unity、Unreal Engine 都有各自实现方式。一般通过材质编辑器设置 PBR 材质参数，引擎依据内置算法结合场景光照信息渲染，如 Unity 用 Standard Shader，Unreal Engine 用基于物理的材质系统。在使用 Unity 引擎开发的《纪念碑谷》手游中，通过 Standard Shader 设置 PBR 材质参数，构建出风格独特且具有真实质感的建筑场景。建筑表面的颜色、光泽等效果，在不同光照下依据 PBR 原理自然呈现；而在 Unreal Engine 开发的《战争机器》系列游戏里，利用其基于物理的材质系统，对武器、角色、场景等材质进行精细设置，呈现出高画质、逼真的视觉效果，如武器金属部分的光泽与磨损痕迹都极为真实。
9. PBR 在游戏开发中有哪些应用场景？
游戏开发中，从建筑、地形到角色、道具、自然环境都可应用。如建筑呈现真实材质质感，角色装备展现不同材质特性，自然环境营造沉浸式体验，像城市建筑、角色武器、树木草地等。在《原神》游戏中，璃月港的建筑通过 PBR 技术呈现出木质结构的纹理与色泽，在阳光下反射自然；角色的武器如狼的末路大剑，金属剑身的光泽与剑柄皮革的质感通过 PBR 材质参数精准呈现；野外的草地在微风吹拂下，草叶的光影变化依据 PBR 光照模拟，为玩家打造出一个栩栩如生的奇幻世界。
10. PBR 在影视制作和游戏开发中的应用区别是什么？
影视制作中，PBR 用于精细、高分辨率渲染，对细节和真实性要求极高，可能采用复杂材质分层和纹理映射技术，渲染时间不受限；游戏开发要兼顾实时渲染性能，在保证视觉效果同时对算法和参数优化，降低材质分辨率等以确保流畅运行。电影《指环王》系列在制作中，为呈现中土世界的宏大场景与角色细节，对每个角色的皮肤、毛发，场景中的建筑、植被等进行多层材质分层，运用高精度纹理映射，通过长时间渲染，呈现出无与伦比的真实感。而在游戏《英雄联盟》中，为保证在不同硬件配置下流畅运行，对英雄模型和场景的 PBR 材质进行优化，适当降低材质分辨率，在保证视觉风格和一定真实感的前提下，确保游戏帧率稳定，让玩家能流畅对战。
