什么是 PBR？
PBR 不是仅针对材质，他其实是一个系统性渲染流程，包含了光线、材质、纹理、色彩管理等。在这个体系当中，无论是经由物理化材质实现的光照、阴影或者色彩变化，还是物体表面的材质特征都将会有非常大的提升。
PBR 看似如此复杂的技术，但背后的原则却很简单，就两条：
物理上大家都了解能量守恒定律，这里我们用同样概念来理解光线。Specular 高光反射光与 Diffuse 漫反射光其实是相互排斥的，有你没我的感觉，因为离开表面的光总量不能比其接受的入射光强，两者的综合值加起来不能超过1，这意味着，如果你的希望材质有较高的高光反射效果（高反射率），就需要要去降低漫反射，能量守恒是 PBR 的一个重要的指导思想，可以让系统计算光线效果时，不会违法物理定律。
其实任何物体都会对光线有吸收，称之为平面散射，光线在接触物体后会分为两部分继续前进：进入物体表面的部分（折射，在物体内部传播中被吸收或散射），从表面出去进入人眼（反射）。
但因为物体的表面材质不同，表面光线的方向变化也会有区别。平滑的表面偏移比较轻微，从而反射光的方向变化也较小，有了较清晰的反射，如上面图效果。而下面的表面粗糙，表面方向的变化范围也较广泛，反射光的方向变化也比较大，出现了模糊的反射。通常我们在材质中会用 Roughness 参数来控制，有时俗称这是在添加磨砂效果。
这里还有一点误区，就是我们常理解只有水这样的液体或果冻类软体，会存在光线穿透再折射或反射（通常使用 SSS 效果来表现这种质感），在现实世界中，我们如果只是看 Specular 高光效果，那这个理解是没问题的，但 Diffuse 漫反射呢？
对于任何一个物体，当产生漫反射的光线到达物体表面时，一部分会经过折射，被材质吸收（或者说转变为热能，这就是太阳下的石头越烤越烫的原因），或者在内部进行散射。一部分散射光最终会重新返回表面，再从表面折射出来，并被摄像机或眼睛所捕捉到。那么形成漫反射效果的光在被物质吸收并散射后，会成为不同波长的光（也称跨越光谱），这也就给予了物体不同的颜色，比如金属会吸收所有的穿透光，也就没有任何漫反射部分，但金属氧化的部分会和一些表面残留物，构成少量的散射光，形成不同的颜色，而正因为散射的混乱比较均匀，从每个方向看起来都是一样，所以这点和镜面光效不一样。
所以你看，其实金属的漫反射属性是为0的。这样思考之后，就会发现一个问题，这和我们平时制作材质的思路好像有点不一样了呢？对，不过要将这种反射思路混合起来，还需要了解最重要的一个参数，就是刚才提到的，无处不在的菲涅尔效果。
菲涅尔指的是：光在光疏介质传递到光密介质的时候，在一定的角度下会发生全发射。公式为sinc=n1/n2。其中两个n分别为两种介质的折射率。角度C为全反射的临界角度。
听不懂是吧，哈哈太科学了，换个简单的方式解释吧，看个图。
有没有发现，其实湖水是相当清澈的，我们看近景位置，水的穿透效果真好，水底一览无余，但是越往对岸看去，越发现水的反射效果越强，在最远处，也就是平面和视觉夹角最小的位置，可以看到湖面几乎成了一面镜子（100%的反射）。那么我们就可以用菲涅尔来定义这种效果，其指代的是材质的反射率和入射角（也就是光源入射向量和平面法线向量的夹角）的对应关系，也就是说，入射光的角度越大，反射率也会越强。
PBR 理论中，就是重点借助菲涅尔来修正材质的光线关系，这里略枯燥，但很重要哦，看下图！
这是一个黑色的塑料材质，我们就称之为通用的非金属效果，其中，越接近边缘橙色区域，也就是视觉角度达到了90度，材质反射率可以无限趋近100%，而平视角度的反射率接近物体本身的值。对应现实中，水和液体的物理反射率是2%，砖块8%，其他有机材质和塑料是5%，半导体和晶体是15%~50% ，那么金属呢？看下图。
我们可以看到，金属本身的反射率就是60%~90%，而当视觉角度逐渐加大时，金属和非金属都会无限接近100%反射，他们之间的唯一区别也就是效果的跨度感了。所以，制作材质的时候，是不是我们只需要设置物体的起始反射率就行了，剩下的逼近效果就留给系统自己完成，如何？
那么 PBR 中通常就会使用到前面讲到的 Roughness 光泽度属性，为物体提供一个基础反射率，设置其表面的最小反射值，然后剩下就交给系统，让其自动解算菲涅尔曲线，以满足不同角度的效果需求。
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