同一个金球，两种工作流 - Unity URP Shader 实现与在线预览（案例 9.8）· URP 渲染实战

案例 9.8同一个金球，两种工作流入门

目标：用 URP 自带的 Lit 验证两种工作流在“合法”参数下完全等价，并展示镜面工作流独有的自由度。

Assets/Cookbook/Ch09/Editor/Ch09Shots.cs（节选：workflow）

[BookShot("ch09-workflow", W = 420, H = 320, Panels = 3)]
static void Workflow(Shot s)
{
    s.Floor();
    Material m;
    if (s.Panel == 0)
    {
        m = s.Lit(new Color(1f, 0.78f, 0.34f), 1f, 0.75f);          // 金属度工作流：金属 = 1，底色即 F0
    }
    else
    {
        m = s.Lit(Color.black, 0f, 0.75f);
        m.SetFloat("_WorkflowMode", 0);
        m.EnableKeyword("_SPECULAR_SETUP");                        // 脚本建的材质不会跑 ShaderGUI，关键字要自己开
        if (s.Panel == 1)
            m.SetColor("_SpecColor", new Color(1f, 0.78f, 0.34f)); // 镜面工作流：漫反射黑、镜面色 = 同样的金色
        else
        {
            m.SetColor("_BaseColor", new Color(0.7f, 0.08f, 0.06f));
            m.SetColor("_SpecColor", new Color(0.25f, 0.45f, 0.75f)); // 红色漫反射 + 蓝色高光：金属度工作流表达不了
        }
    }
    s.Sphere(m, new Vector3(0, 0.75f, 0), 1.5f);
    s.LookAt(new Vector3(0, 1.35f, -4.0f), new Vector3(0, 0.7f, 0), 32);
}

**图 9-22**左：金属度工作流，BaseColor 为金色、Metallic = 1；中：镜面工作流，Albedo 为黑、Specular 为同样的金色，两者逐像素一致；右：镜面工作流的“非物理”组合——红色漫反射加蓝色高光，金属度工作流无法表达。

常见坑用脚本 new Material(Shader.Find("Universal Render Pipeline/Lit")) 创建材质时，材质面板（ShaderGUI）不会运行，所以面板上切换工作流、勾选法线贴图时自动设置的关键字都不会被设置。要切到镜面工作流，必须自己 EnableKeyword("_SPECULAR_SETUP")；用了法线贴图要开 _NORMALMAP。忘了这一步，参数填了也没用。

粗糙度：Smoothness、感知粗糙度与 α

同一个“粗糙度”在不同地方有三种写法，读源码时一定要分清：

Smoothness（光滑度） $s$ ：材质面板上的滑条，Unity 的习惯，1 表示镜面。
感知粗糙度（perceptualRoughness） $r = 1 - s$ ：大多数 DCC 工具（Substance、Blender）里的 Roughness 就是它。
α（URP 源码里叫 roughness） $α = r^{2}$ ：真正代入 GGX、Smith 公式的量。GGX 公式里实际出现的又是 $α^{2}$ ，URP 叫它 roughness2。

α = r^{2} = (1 - s)^{2}

为什么要平方？Burley 在 Disney 报告里指出，如果直接把滑条线性映射到 $α$ ，滑条的前半段（ $α$ 从 0 到 0.5）高光就已经很糊了，后半段几乎看不出变化。平方之后，滑条每走一步，人眼感受到的变化大致均匀，所以叫“感知”粗糙度。

图 9-23感知粗糙度到 α 与 α² 的映射。感知粗糙度 0.5 时，α 只有 0.25，α² 只有 0.0625——GGX 的峰值因此仍然很高。

在 half 精度下， $α$ 太小会导致 $α^{2}$ 下溢成 0，GGX 变成除零。URP 在 InitializeBRDFData 里用 HALF_MIN_SQRT（ $2^{- 7}$ ）和 HALF_MIN（ $2^{- 14}$ ）分别给 $α$ 和 $α^{2}$ 设了下限，自己写 Shader 时也要做类似的钳制。

本案例出自《URP 渲染实战》第 9 章「PBR 理论」。在章节中阅读上下文 →

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