
綜述:
整體效果:透光不透明;
次表面散射(SSS)模擬光線進(jìn)入對(duì)象并在其表面下散射的效果。并非所有的光線都從被照明對(duì)象表面散射,其中一部分會(huì)穿透表面并被材質(zhì)吸收、散射在照明對(duì)象內(nèi)部。這些在材質(zhì)內(nèi)部散射的光線中,還會(huì)有一部分會(huì)再次回到被照明對(duì)象表面,并被攝像機(jī)捕捉、變得可見(jiàn)。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為次表面散射或SSS。SSS對(duì)于大理石、皮膚、樹(shù)葉、蠟、牛奶等材質(zhì)的真實(shí)再現(xiàn)是必不可少的。該著色器中的SSS組件使用蠻力光線追蹤算法(暴力算法,窮舉法)進(jìn)行計(jì)算。


當(dāng)渲染像堆疊的塑料這種材質(zhì)時(shí),SSS顯得尤為重要,例如:

各項(xiàng)參數(shù)詳解:

【W(wǎng)eight】控制漫反射和次表面散射之間的“混合”(次表面散射的強(qiáng)度)。當(dāng)設(shè)置為1.0時(shí),只有SSS,當(dāng)設(shè)置為0時(shí),沒(méi)有任何SSS。 在大多數(shù)情況下,使用1.0(完全SSS)。

通常,提高權(quán)重值,顏色會(huì)變得更通透:

【Color】用于確定次表面散射效果的顏色。 例如,皮膚材質(zhì)意味著將其設(shè)置為肉色。

Tips:
Skin Color
通常,將皮膚顏色紋理貼圖鏈接到次表面顏色,并將次表面顏色的半徑設(shè)置為適合皮膚的值(假設(shè)紅色主要來(lái)自血液,大多數(shù)情況下紅色通道值越高,皮膚呈現(xiàn)顏色越紅)。如果需要的話,半徑也可以被紋理化。靜脈是顏色紋理貼圖的一部分,不僅影響皮膚顏色,而且還影響次表面散射在皮膚上的表現(xiàn)。
標(biāo)準(zhǔn)曲面混合了Base和SSS,你可以自己選擇是否在皮膚上使用漫反射。這種混合可以用于多種情況,例如混合不同材質(zhì)的面具或者面部彩繪,或通過(guò)將相同的材質(zhì)連接到 Base Color 和 Subsurface Color并更改混合條件來(lái)改變清晰度。


【Radius】光線在表面下可以穿透的深度,也稱(chēng)為“平均自由程”(MFP)。這個(gè)參數(shù)(Radius)影響散射光線在返回表面之前,在表面之下傳播的平均距離??梢詾槊總€(gè)色彩成分(r,g,b)分別指定不同半徑值。Radius的值越高模型的透光性越強(qiáng),值越低外觀透明度越低。

顏色越淺,散射的光越多。 值為0將不會(huì)產(chǎn)生散射效果:

增加Radius的值可以改變材質(zhì)的外觀,使其起來(lái)從像皮革到像大理石。 SSS非常依賴(lài)數(shù)值范圍, 需要根據(jù)模型的大小調(diào)整Radius。 如果要使用默認(rèn)的SSS設(shè)置進(jìn)行渲染,則可能會(huì)產(chǎn)生某些不正確的外觀。 當(dāng)然另一種選擇是,調(diào)整場(chǎng)景數(shù)值,也可以得到類(lèi)似的結(jié)果。

可以為每種RGB顏色選擇不同的Radius值,而不是分配相同數(shù)值給所有顏色。 例如,粘土或皮膚等材料的Radius值,紅色應(yīng)高于綠色和藍(lán)色。
Tips:
渲染皮膚時(shí),應(yīng)使用像1.0,0.35,0.2等值,表示紅色應(yīng)該分散最深,綠色和藍(lán)色其次。 這將取代皮膚的三層工作流程(深層,中層和淺層),使深層顯示為紅色,表明深層應(yīng)以更大的半徑散射,即scatter_radius.R設(shè)置為更大的值。
下圖顯示了增加紅色的Radius值時(shí)的效果。 注意圓周邊的彩色“邊緣”的效果。 將合成包中源圖像的紅色通道進(jìn)行高斯模糊,會(huì)出現(xiàn)同樣的效果。

【Scale】控制光線在反射回去之前,可能在表面之下傳播的距離。 它可以縮放散射半徑,調(diào)節(jié)顏色的SSS半徑。

如果場(chǎng)景以米為單位,則可以將SSS比例設(shè)置為0.01,以厘米為單位指定SSS半徑。 例如對(duì)于皮膚,SSS半徑可以是0.37cm,0.14cm,0.07cm。

**【Type】可以選擇diffusion或者randomwalk兩種類(lèi)型(默認(rèn)情況下使用diffusion,以免打破現(xiàn)有場(chǎng)景外觀)。
- 與基于擴(kuò)散理論的BSSRDF(Bidirectional Surface Scattering Reflectance Distribution Function)方法不同,randomwalk實(shí)際上是記錄表面之下光線的隨機(jī)游走蹤跡,并且沒(méi)有假設(shè)幾何存在局部平坦。這意味著randomwalk可以顧及像蠻力體積渲染(BF算法,暴力算法,窮舉法)那樣的各向異性散射,并且能夠在凹面和小細(xì)節(jié)周?chē)a(chǎn)生更好的結(jié)果。
- 對(duì)于較大的散射半徑(即平均自由程大的介質(zhì))而言,randomwalk的渲染效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于diffusion。另一方面,在重介質(zhì)(即平均自由程小的介質(zhì)。重介質(zhì)指密度大于1g/cm3的介質(zhì),包括重懸浮液和重液)中,randomwalk可能較慢,并且不支持用于將兩個(gè)表面混合在一起的sss_setname,可能需要重新使用別的材質(zhì)以實(shí)現(xiàn)類(lèi)似的外觀。randomwalk對(duì)非閉合網(wǎng)格更敏感,例如“嘴、袋子”等幾何內(nèi)部也會(huì)投射陰影。

有關(guān)BSSRDF請(qǐng)移步:局部光照模型雜記
【Anisotropy】Henyey-Greenstein(HG函數(shù))在-1(完全后向散射)和1(完全前向散射)之間的各向異性系數(shù)。 對(duì)于各向同性介質(zhì),其默認(rèn)值為0,從而在各個(gè)方向均勻地散射光線,以獲得均勻的光照效果(例如鏡面)。 正值偏向光線散射前方,負(fù)值偏向光線散射后方。
這個(gè)參數(shù)只適用于randomwalk SSS模式。

【SSS Between Objects】可以將多個(gè)對(duì)象標(biāo)記為屬于同一個(gè)SSS“集合”,以便照明在對(duì)象邊界上模糊。 一個(gè)常見(jiàn)的用例是牙齒和牙齦之間的模糊。 它通過(guò)將常量STRING userdata sss_setname給集合中對(duì)象賦予相同值來(lái)啟用。
目前這種方法與randomwalk SSS不兼容。

禁止私自轉(zhuǎn)載。
轉(zhuǎn)載請(qǐng)私信。
