光的行为

当光和物体相遇时，光会有三种行为：被物体反射、穿过物体（物体是透明或半透明的）或者被吸收。

高光反射和漫反射

高光反射（Specular Reflection）会在表面光滑且反光的物体上看到，比如镜子，不锈钢球等，此时光线在物体表面是直接“弹”到了反射方向。还有一种反射叫做漫反射（Diffuse Reflection），此时光线被吸收并反射到了四面八方。下图白色箭头表示高光反射，红色箭头表示漫反射：

漫反射系数：Base Map

在Unity中，URP/Lit Shader需要Base Map来表示漫反射系数。其他Shader通常称这个属性为Albedo或Diffuse Map（从技术上严格地来讲，它们并不是完全相同的东西）。

Albedo这个词描述了漫反射的度量值。通常就是指颜色值，通过RGB三通道值表达。RGB值可以转换为Hue（色调），Saturation（饱和度）和Luminosity（亮度）。Albedo的luminosity对应于漫反射的量，hue和saturation描述了从表面出来的光的质量。

Specular workflow

日常生活中有许多金属物体比如钢笔，不锈钢球等，在光源下它们会产生高光反射。在Shader中，高光又是怎么和漫反射进行描述和区别的呢？

让物体表面看起来像是金属一样的属性叫做高光度（Specularity）。高光度和光滑度（smoothness）是不同的。我们可以将一颗苹果擦到很光滑，但没办法将它擦成金属外观。但是光滑的物体是有一些高光度的。

下图中的苹果，smoothness都一样，但specularity从左至右依次增强。

和漫反射表面一样，金属表面会吸收光。在阳光下放置一个金属物体，过一段时间后，它会变烫。

Specular workflow

有两种workflow可供我们使用来指定材质中的金属外观（metallic apperance）。当使用URP/Lit Shader中的Specularity属性时，用到的是Specular workflow（后面笔记再解释Metallic workflow）。

在Specular workflow中：

闪亮的金属表面拥有高Specularity以及高Smoothness。
闪亮的非金属表面拥有低的Specularity和高Smoothness。
Smoothness控制高光反射的范围，Specular Map控制了高光反射的量的大小以及高光反射的颜色。
Specular Map可使用RGB颜色值

下面通过实验来说明：

在Unity场景中选择一个物体，比如苹果，选择苹果的材质

Inspector中将其Workflow Mode设置为Specular

将其Smoothness进行调整，比如设置为1。

接下来，设置Specular Map，然其看起来像是一颗金属苹果，带镜面反射效果。

Metallic workflow

在Unity中，Specular workflow是更加科学的让物体有金属感的方式。另一种方式，metallic workflow是一种更加简单的方式，但这种方式并不严格遵循物理光学的规则。

Metallic workflow中：

闪亮的金属表面拥有高Metallic和高Smoothness
闪亮的非金属表面使用0或者低的Metallic和高Smoothness
Smoothness控制高光反射的范围
Metallic map值使用灰阶值

之前的苹果的例子中，我们将Metallic Map设置为1，Smoothness设置为1，可以得到和Specular workflow类似的效果。

Specular workflow和Metallic workflow对比

具体应用中改如何选择哪种workflow呢？在导入资源的时候，我们可能会看到有一些资源使用Specular workflow，另外一些资源使用Metallic。实际上我们也不必纠结，只要能达到想要的效果即可。Metallic workflow通常来说更常见，因为它使用起来更加简单，但其是一种经验性的近似。Specular workflow基于真实世界中反射的物理规则，但Specular Map用起来是很有挑战的事情。

Smoothness

也称作gloss或glossiness。它影响高光的范围。光滑的表面上，光线会反射到统一的方向上，因此我们能够从物体表面看到光源的形状。对于一个粗糙的表面，仍然有高光反射存在，但反射光的方向是分散的。

下图的五颗苹果，Metallic都是0.5，但Smoothness从左至右依次增加。