ラフネスをスムースネスに変換 · Unity向けチャンネル反転

Unityのメタリックワークフローはスムースネスを読みますが、多くのテクスチャツールはラフネスを書き出します。反転は単純な計算ですが、バイトが残ることが前提です。テクスチャラボはPNGを直接読むので、保存される値は正確に255 − ラフネスです。

Unityのメタリックワークフローはスムースネスを読みますが、glTF・Godotや多くのPBRテクスチャの素材はラフネスを提供します。Unityのシェーダーライブラリは知覚ラフネスを1 − スムースネスと定義しているので、変換は厳密な反転です。スムースネス = 1 − ラフネス、8ビットのPNGでは255 − 値です（ラフネス80 → スムースネス175）。リニアなデータのまま反転し、結果をUnityが読む場所、つまりURP・組み込みのメタリックマップのアルファか、HDRPのマスクマップのアルファに入れます。Nerulioはブラウザ上でチャンネルをバイト単位で正確に反転し（測定済み）、Unityへの読み込みは実行していません。

テクスチャマップをドロップ（PNGはチャンネルのバイトをそのまま保持）

テクスチャラボを開く

ブラウザ内で処理し、ファイルはアップロードされません。

テクスチャラボ：CC0テクスチャから生成したノーマルマップとOpenGL/DirectXの規約表示 — CC0アセット（ambientCG）を開いた実際のテクスチャラボ画面です。

出力

Channel PNGs測定確認· numpy
Normal map測定確認· numpy
Packed mask / ORM測定確認· Pillow
Engine import未検証

ラフネス・スムースネスと、ガンマが問題になる理由

2つのマップは同じ性質を逆側から表します。ラフネス0が鏡、1が完全に粗い面で、スムースネスは1が鏡です。UnityのレンダーパイプラインのシェーダーライブラリではPerceptualSmoothnessToPerceptualRoughnessが1 − スムースネスを返し、その後で値を2乗します（PerceptualRoughnessToRoughness）。どちらのマップもアーティストが描く知覚値を保存しているので、反転するだけで、2乗や平方根はとりません。

反転が厳密なのはリニアなデータのときだけです。ラフネスマップのバイトは色ではなく数値です。カラーマネジメントをする編集ソフトやsRGBをオンにしたインポーターなど、どこかでsRGBとして扱われると値がずれます。スムースネスのバイト175はリニアなら0.686ですが、sRGBとしてデコードすると約0.429です。結果はsRGB (Color Texture)をオフにして読み込み、ガンマカーブで「補正」しないでください。

スムースネスの入れ先。URPのLitはMetallic Mapのアルファ（Smoothness › Source Metallic Alpha、既定）かベースマップのアルファから読みます。URPのチャンネルパックテクスチャと組み込みStandardシェーダーのメタリックマップはAに、HDRPのマスクマップもAに持ちます。グレーのスムースネスPNG単体は、カスタムシェーダーかパック用にしか使えません。

グロス（glossiness）マップはすでにスムースネスです。そのためNerulioの名前のルールはglossをスムースネスに分類し、反転するとラフネスに戻ってしまいます。

ラフネス: 0 = 鏡のように滑らか、1（255）= 完全に粗い。glTF・Godot・Unrealの規約。
スムースネス: Unityの逆値：1 − ラフネス。
知覚ラフネス: 描いて保存する値。エンジンはライティングの前に2乗します。
リニア（非カラー）データ: sRGBデコードせず保存値のまま使う値。

例：数値で見る

ラフネスのバイト4つを、ラボが書くとおりに反転した値です。

ラフネスのバイト  ラフネス    スムースネス = 1 − r   スムースネスのバイト (255 − v)
  0              0.000       1.000                255
 80              0.314       0.686                175
128              0.502       0.498                127
255              1.000       0.000                  0

同じバイト175をsRGB (Color Texture)オンで読み込むと：
175 / 255 = 0.686 → sRGBデコード → 0.429   （目に見えて粗い面）

2回反転すると元のバイトに戻るので、変換で何も失いません。ラボはダウンロードしたファイルで、保存した平面がすべてのテクセルで255 − ラフネスと一致することを測定しました。

ラフネスからUnityのスムースネスへ

手元にあるもの	Nerulioで	Unityで
グレーのラフネスPNG	チャンネル：ラフネスと表示されたチャンネルを反転して保存	グレーのスムースネスマップ（パックやカスタムシェーダー用）
ラフネス + メタリックのPNG	マスクパッカー、「Unity メタリック+スムースネス」プリセット：R ← メタリック、A ← ラフネス反転	URP・組み込み：Metallic Map、スムースネスはMetallic Alphaから
ラフネス + メタリック + AO（+ ディテール）	マスクパッカー、「Unity HDRP マスク」プリセット：Rメタリック、G AO、Bディテールか0、Aラフネス反転	HDRP Lit：Mask Map
ORMテクスチャ（Gにラフネス）	チャンネル、ORM配置：Gを反転して保存し、Aにパック	メタリックマップかマスクマップのアルファ
グロス・glossinessマップ	反転不要：すでにスムースネス	そのままAにパック

できること

正確に255 − vを書くチャンネル反転（ダウンロードしたファイルをnumpyで確認）。
ブラウザのCanvasなら失う、完全に透明なテクセル下のバイトを保持。
Unity HDRP（マスクマップ）やURP（アルファにメタリック＋スムースネス）での意味つきのチャンネルプレビュー。
パッカーへ続けて：スムースネスはURPメタリックマップかHDRPマスクマップのアルファに入ります。

使い方

ラフネスマップ（PNG）をドロップ。
チャンネルを反転。
スムースネスマップを保存するか、マスクパッカーを開く。
Unityプリセットでメタリック（HDRPならAOも）と一緒にパック。

出力されるファイル

ファイル	用途
`rock_roughness-g-inverted-roughness.png`	反転した平面の8ビットグレーPNG。名前は元の役割（`roughness`）の前に`inverted-`が付くので、中身はスムースネスです。
`rock_metallic-mask.png`	マスクパッカーの結果：Rにメタリック、Aに反転したラフネス（HDRPならAOとディテールも）。Unityのマテリアルにそのまま使えます。

Unityが読む場所にスムースネスを入れる

Unityの手順はUnity 6・HDRP 17.1のドキュメントに従ったもので、Nerulioは読み込みを実行していません。

マスクパッカーを開き、メタリックマップを1枚目、ラフネスマップを2枚目に入れて、「Unity メタリック+スムースネス」（URP・組み込み）か「Unity HDRP マスク」を選びます（HDRPでディテールマスクがなければAOをGに、Bは0に）。
Aチャンネルの「反転」を付け、パックしたPNGをダウンロードします。URPでアンビエントオクルージョンも使うなら手動割り当てに切り替え、AOのファイルをGにします。
Unityでテクスチャを選び、sRGB (Color Texture)をオフにします。HDRPではTexture TypeもDefaultにします。
URP Lit：Workflow Mode Metallic、テクスチャをMetallic Map（GにAOがあればOcclusion Mapにも）に割り当て、Smoothness › SourceはMetallic Alphaのままにします。
HDRP Lit：Surface InputsのMask Mapに割り当てます。調整が必要ならSmoothness Remappingのスライダーで範囲を合わせ直します。

結果の確認

パックしたPNGをチャンネル分解で開きます。Aはどこでも255 − ラフネスのはずです（ラフネス80のテクセルは175）。
Unityで粗い部分（にぶく広いハイライト）と磨いた部分（鋭いハイライト）を比べます。逆なら反転していないか、2回反転しています。
テクスチャのインスペクターで、パックマップのsRGB (Color Texture)がオフになっているはずです。

トラブルシューティング

症状	考えられる原因	確認方法	対処
全体が濡れたよう、鏡のように見える	ラフネスを反転せずアルファに入れた	Aを分解してラフネスマップと比べると、反転されず同じ	Aの「反転」を付けてパックし直す
テクスチャリングソフトより面が粗く見える	パックマップをsRGBで読み込んだ（175が約0.429になる）	Unityのインスペクターで`sRGB (Color Texture)`がオン	オフにする。ガンマカーブで補正しない
スムースネスマップが効かない	Smoothness › Sourceが`Albedo Alpha`、またはどこかのツールがアルファなしでPNGを保存した	マテリアルのインスペクターを確認し、PNGを分解してAが定数255でないか見る	Sourceを`Metallic Alpha`にし、パックマップはRGBAのPNGで保存
つやのあった部分が粗くなったグロスマップ	グロスマップはすでにスムースネスなのに反転した	元のファイル名に`gloss`や`glossiness`がある	反転せずにパックする
URPのマテリアルが環境光で暗くなる	パックテクスチャをOcclusionにも割り当てたが、Gが0で書かれている	Gを分解すると定数0	手動割り当てでAOのファイルをGにするか、Occlusion Mapを空にする

ほかの方法

方法	こんなときに向いています
画像編集ソフトで反転	カラーマネジメントをしないソフトで8ビットのグレーのラフネスマップを扱うとき。反転結果は同じ255 − vですが、アルファへのパックは自分で行う必要があります。
Shader Graph（Unity）	ラフネスのテクスチャのまま、シェーダー内で反転したいとき。UnityのURPのページは、既定と違うパックにはShader Graphを案内しています。
チャンネル分解	ラフネスが別のパックテクスチャ（ORMのG）の中にあり、先に取り出す必要があるとき。

出力ファイルと検証方法

「測定確認」は、ダウンロードしたファイルをページ外（Pillow・numpy・独立したパーサー）で開き直して性質を測ったという意味です。ゲームエンジンでの読み込みは試していません。

書き出し先	ファイル	検証
Channel PNGs	`<name>-r/g/b/a.png (8-bit grey)`	測定確認 numpyチャンネルごとにバイト一致。完全に透明なテクセル下のRGBも保持。
Normal map	`PNG · OpenGL (+Y) or DirectX (−Y)`	測定確認 numpyデコードしたベクトルは単位長（最大誤差0.0002）。OpenGLとDirectXは緑だけが異なります。
Packed mask / ORM	`Unity HDRP mask · URP metallic · ORM (glTF, Godot)`	測定確認 Pillowパック後のバイトを確認：ORMプリセット、AO 10 / ラフネス 80 / メタリック 220 → (10, 80, 220, 255)。
Engine import	`Unity · Unreal · Godot`	未検証どのエンジンでも読み込んでいません。

検証の根拠

チャンネル分解は4チャンネルすべてでバイト一致（最大差0）、透明テクセル2048個のRGBを保持。エッジブリードはアルファ0のテクセル448個だけを変更し、アルファは一切変更なし。OpenGL ↔ DirectXは緑（255 − g）だけが異なり、変換後の法線は単位ベクトル。

制限

チャンネルのバイトを正確に扱えるのはPNGだけです。JPEG・WebPはブラウザがデコードし「バイト一致ではない」と表示します。
インターレースPNGと16ビット出力は非対応。正確な経路は3,355万ピクセルまで。
ノーマルマップの規約はピクセルから判定できず、変換のみ可能です。
Unity・Unreal・Godotへの読み込みは行っていません。チャンネル順は各ドキュメントとエンジンのソースに基づきます。

バージョンと出典

テクスチャラボで測定（docs/TEXTURE-LAB.md）：ラフネスマップのGを反転してダウンロードすると、平面は正確に255 − ラフネスで、ステージには元 → 結果が並んで表示されました。パッカーのR反転のチェックはAO 10から(245, 80, 220, 255)を出しました。1 − スムースネスの関係はUnityのレンダーパイプラインのソース、チャンネルの位置とインポート設定は下記のUnityのページに基づきます。Unityへの読み込みは実行していません。

参照した公式ドキュメント

よくある質問

Unityはスムースネスをどのチャンネルから読みますか？

URPメタリックはメタリックマップのアルファ、HDRPマスクマップもアルファです（Rメタリック・G AO・Bディテールマスク）。どちらの順序もUnityのドキュメントに基づき、ラボで引用しています。

Unityで読み込みましたか？

いいえ。バイトは確認しましたが、ここではUnityへの読み込みは行っていません。

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このページの機能はすべて無料で、アカウントなしで使えます。透かしや制限された書き出しはありません。

スプライトはアップロードされますか？

いいえ。Studioはこのブラウザのタブ内でデコード・パック・書き出しを行います。プロジェクトはブラウザ（IndexedDB）に自動保存され、.nerulioファイルとして保存できます。

Asepriteやエンジンのプラグインは必要ですか？

いいえ。.asepriteファイルはブラウザで読み書きします。エンジン別のバンドルには必要なものが入っています（Godotはインポート設定とシーン、UnityとGodotのタイルセットは小さなエディタースクリプト）。