什么是粗糙度贴图？PBR 值、创建方法与 AI 生成
- 粗糙度贴图控制表面看起来是更有光泽还是更哑光。
- 黑色表示光滑且具有反射性；白色表示粗糙且哑光。
- 粗糙度与光泽度是同一属性的互逆版本。
- 逼真的粗糙度贴图需要有变化，而不是单一的灰色值。
- Tripo AI 可以在完整的 PBR 纹理集中生成粗糙度贴图。
粗糙度贴图是一种灰度纹理，用于控制光线如何在 3D 表面上散射。黑色像素会产生如镜面般光滑的反射；白色像素会产生完全哑光、使光线散射的表面效果。介于两者之间的每一种灰度，都会在这一光谱上形成某种表面效果，从抛光铬到粗糙混凝土。
在 PBR（即 Physically Based Rendering）工作流程中，粗糙度贴图是定义材质在任何光照条件下外观的四种关键纹理之一。弄错了它，金属会看起来像塑料，木材会像是湿的，混凝土会像打了蜡。本指南将解释粗糙度贴图的作用、哪些数值适用于现实世界中的材质、创建粗糙度贴图的三种方法，以及 AI 工具如今如何自动生成它们。
什么是粗糙度贴图，它是如何工作的？
粗糙度贴图是一种灰度图像，由 PBR 着色器用来控制反射的清晰度。它不包含颜色信息，只有从 0.0 到 1.0 的亮度值。
0.0 的数值，也就是纯黑，表示表面完全光滑。光会沿着非常集中的方向反射，形成锐利的高光，就像镜子、抛光金属或洁净玻璃一样。1.0 的数值，也就是纯白，表示表面完全粗糙。光会向许多方向散射，形成哑光外观，就像干燥的混凝土、粉笔或未加工木材一样。
可以想象一下抛光前后的钢材。粗糙的钢会散射光线，所以反射看起来模糊。抛光后的钢会更直接地反射光线，因此反射会变得清晰锐利。
粗糙度贴图不会改变模型的形状。它不会增加凸起、凹痕或几何体。它只会改变光线如何从表面反弹。在 Blender、Unreal Engine、Unity 以及大多数现代工具中，它会连接到 Principled BSDF 或等效 PBR 着色器的 Roughness 输入。
由于每个像素都控制各自的粗糙度，因此同一个物体可以同时拥有发亮的边缘、哑光的凹槽、油性的指纹和积灰的角落。
常见材质的粗糙度数值
下面的数值是实用的起始参考，并非固定法则。光照、艺术风格、纹理分辨率以及渲染器设置都会影响最终结果。
| 材质 | 粗糙度数值 | 描述 |
|---|---|---|
| 镜面 / 抛光铬 | 0.00–0.08 | 反射非常锐利，几乎没有模糊。 |
| 洁净玻璃 | 0.00–0.05 | 光滑且具有反射性；磨砂玻璃会高得多。 |
| 抛光金属 | 0.08–0.18 | 具有反射性，但不如镜面那样完美。 |
| 亮面塑料 | 0.15–0.30 | 高光明显，常见于玩具和产品外壳。 |
| 拉丝金属 | 0.25–0.40 | 反射可见，但更柔和。 |
| 上漆金属 | 0.35–0.55 | 取决于漆面效果、涂层、灰尘和磨损情况。 |
| 人类皮肤 | 0.45–0.60 | 高光柔和，并带有自然的油脂变化。 |
| 磨旧皮革 | 0.50–0.70 | 经使用抛光的位置更光滑，裂纹处更粗糙。 |
| 缎面织物 | 0.55–0.75 | 带有柔和光泽，很少像镜面那样反光。 |
| 原木 | 0.60–0.85 | 木纹粗糙；抛光木材的数值会更低。 |
| 干燥混凝土 | 0.75–0.95 | 非常哑光，几乎看不到明显反射。 |
| 粉笔 / 灰尘 / 干燥黏土 | 0.85–1.00 | 几乎完全为哑光。 |
最重要的原则是变化。剑不应该在所有位置都使用同一个粗糙度数值。剑刃、握柄、锈迹、划痕和指纹都应该以不同方式反射光线。一个好的粗糙度贴图往往看起来像是一张微妙的黑白表面磨损照片：抛光或有油脂的地方更暗，干燥、积灰、划伤或未加工的地方更亮。
粗糙度贴图 vs. 光泽度贴图
粗糙度和光泽度描述的是同一种表面属性，只是方向相反。
粗糙度贴图用于说明表面有多粗糙。黑色表示光滑且具有反射性；白色表示粗糙且哑光。光泽度贴图用于说明表面有多有光泽。白色表示光滑且有光泽；黑色表示粗糙且哑光。
转换很简单：
粗糙度 = 1 - 光泽度
因此，0.3 的粗糙度值等于 0.7 的光泽度值。
现代流程通常使用 Metallic/Roughness workflow。这是 Blender 的 Principled BSDF、Unreal Engine、Unity HDRP、glTF 以及许多实时资源管线中的标准做法。较旧的流程可能使用 Specular/Glossiness workflow，在这种流程中，光泽度会替代粗糙度，而高光贴图则控制反射颜色和强度。
如果你导入的材质看起来是反的，可能是你把光泽度贴图放进了粗糙度插槽。光滑区域会变成哑光，粗糙区域会变得有光泽。解决方法是在连接之前先反相这张灰度贴图。
如果你现在要开始一个新项目，除非工作室或客户明确要求使用 specular/glossiness，否则请使用带 metallic workflow 的 roughness。
如何创建粗糙度贴图——3 种方法
方法 1：在 Blender 或 Substance Painter 中手动绘制
手动绘制能给你最大的控制力。你可以使用灰度画笔，直接在已展开 UV 的表面上绘制粗糙度值。
在 Blender 中，切换到 Texture Paint 模式，创建一张新的灰度图像，用灰度值进行绘制，然后将该图像连接到 Principled BSDF 着色器的 Roughness 插槽。较暗的区域会变得更光滑、更有光泽。较亮的区域会变得更粗糙、更哑光。
在 Substance Painter 中，添加一个 Fill Layer，启用 Roughness 通道，并使用画笔、蒙版或生成器绘制变化。先根据材质类型设定一个基础值，然后再添加细节。塑料可能从大约 0.25 开始，皮革大约为 0.6，混凝土大约为 0.85。
方法 2：在 Blender 中从高模细节烘焙
当粗糙度变化需要与表面细节匹配时，烘焙会很有用。例如，铆钉可能比平整面板更粗糙，沟槽可能会积聚灰尘，而雕刻出的岩石裂缝可能需要比磨损边缘更高的粗糙度。
在 Blender 中，先创建或雕刻高模细节，展开低模 UV，然后使用 Render Properties → Bake → Roughness 将材质信息传递到低模的 UV 布局上。
这种方法比直接绘制需要更多前期设置，但它有助于让你的粗糙度贴图遵循资产真实的形状和磨损模式。
方法 3：使用 AI 生成
当你需要一整套完整的 PBR 纹理，而不想手动绘制每一张贴图时，AI 生成是最快的途径。
借助 Tripo AI Studio，你可以生成或导入 3D 模型，使用贴图工作流，并创建一套完整的 PBR 材质，其中包括 Roughness、Normal、Metallic 和 Base Color 贴图。你无需从零开始绘制灰度值，只需描述目标材质的外观，然后让 AI 在整个模型表面生成变化。
例如，“worn leather backpack” 不应该具有平坦的粗糙度贴图。边缘、背带、褶皱、划痕以及经过抛光的接触区域在光照下都应表现出不同的效果。AI 纹理生成可以自动创建这类变化，之后你还可以在 Paint Mode 或其他纹理工具中对特定区域进行进一步微调。
当你希望以最快的方式获得一套完整的 PBR 贴图时，请使用 Tripo AI Texturing，然后仅手动调整关键细节。
常见 Roughness Map 错误及其修复方法
模型看起来到处都太亮了。 你的 roughness 值可能太低了，接近 0。根据材质类型，把基础 roughness 提高到大约 0.3-0.6。塑料、皮肤、皮革和喷涂表面不应该表现得像抛光铬一样。
roughness 看起来很平、很均匀。 你可能只用了单一的纯灰填充。真实材质需要变化。添加细微噪点、指纹、污渍、划痕、边缘抛光效果，或手绘磨损。
导入到另一个引擎后材质看起来不对。 你可能把 glossiness map 加载到了 roughness 槽位中。如果光滑区域看起来粗糙，而粗糙区域看起来发亮，就使用 Roughness = 1 - Glossiness 反转贴图。
roughness map 没有可见效果。 检查你的着色器连接。在 Blender 中，roughness 纹理应连接到 Principled BSDF 的 Roughness 插槽，而不是 Base Color 插槽。
纹理在 Blender 里看起来正常，但在 Unity 或 Unreal 里不对。 各引擎打包通道的方式不同。Unreal 通常直接使用 roughness。Unity HDRP 通常使用 Smoothness，也就是反转后的 roughness，有时存储在 Metallic map 的 alpha 通道中。
常见问题（FAQ）
什么是 roughness map？ roughness map 是一种在 PBR 中使用的灰度纹理，用于控制光线在表面上的散射程度。黑色数值会产生镜面般平滑的反射，而白色数值会产生哑光、漫反射的表面。它是四种核心 PBR 贴图之一，与 Base Color、Normal 和 Metallic 并列。
roughness map 应该是什么样子？ roughness map 应该看起来像是材质表面变化的灰度版本。较暗区域应标示抛光、油润或光滑的部分，而较亮区域应标示粗糙、积尘、有划痕或未加工完成的部分。避免使用纯灰填充，因为真实材质几乎总是存在变化。
roughness 和 glossiness 有什么区别？ roughness 和 glossiness 是互为反值的。0.3 的 roughness 值等于 0.7 的 glossiness 值。如果你的材质看起来颠倒了，可能是把 glossiness map 放进了 roughness 槽位；将其反转即可修正材质。
如何生成 roughness map？ 你可以在 Blender 或 Substance Painter 中手动绘制它，从高模表面细节中烘焙得到，或使用 AI 生成。像 Tripo AI Studio 这样的工具可以根据模型和纹理提示词生成完整的 PBR 纹理集，其中包括 Roughness。
结论
roughness map 是一个小小的灰度文件，却能带来巨大的视觉影响。它的数值决定了一个表面给人的感觉是抛光、油润、磨损、积尘、干燥还是哑光。一旦你理解了 0 到 1 的标度，以及常见材质的典型数值，roughness 就会成为最容易控制的 PBR 贴图之一。
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