CG&VFX TIPS：浅析 粗糙度(Roughness)和凹凸(Bump)本质上的区别

前言

在很多介绍材质的文章中，我们了解到真实世界中的物体，具有一种特殊的特性，那就是微表面结构(MicroSurface)，也就是说，真实世界中，任何物体的表面，都不可能完全是平面的，哪怕是镜子这样的东西，当你无限放大，也会观察到微表面结构。这种结构，基本就是表面上坑坑洼洼的凹凸感，因为太过微小，通过人的视觉无法看透这种凹凸，但通过光线最直观的感受，就是看起来似乎很平的东西，却没什么光泽。

那么，就要引出了今天的话题了，在 CG 中，粗糙度真的等于凹凸吗？

从理论上来看，在 CG 中，微结构表面本身就是凹凸不平的起伏，没毛病，就是凹凸。

那么，既然是凹凸，那又有粗糙度什么事？直接凹凸模拟不就完了么？

首先，是计算速度上承受不起，没毛病！一个项目全部用凹凸来模拟粗糙度，估计得崩溃。

当然根据上述理论，在 CG 中，你确实可以使用凹凸来模拟粗糙度，但你知道它们是具有完全不同的材质特性么？

在 CG 中，我们都知道，凹凸纹理可以驱动曲面不同高度等因素，来模拟表面粗糙的感觉。而只是添加粗糙度，则不会得到上图中的表现质感的凹凸纹理。

粗糙度是个啥

在 CG 中，粗糙度影响的是光与表面接触时的行为，具有粗糙度的表面的可以被认为是哑光或光泽的。

从左到右，上图球体的粗糙度为 0-90%。

粗糙度的工作原理

那么在实际应用中，对象可以通过凹凸、置换、法线等操作来获得表面的细节，甚至是粗糙度等，但当对象被放置到很远的地方，很多这些细节都可能聚集在一个像素里，那么渲染器会将这些细节丢失，并认为它们毫无意义。