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次表面散射材料| VRayFastSSS2

次表面散射材料| VRayFastSSS2

作者: 观云手作 | 来源:发表于2019-03-21 10:27 被阅读0次

    概观


    VRayFastSSS2是一种主要用于渲染半透明材料(如皮肤,大理石等)的材料。该实现基于Jensen等人最初引入的BSSRDF概念。(参见下面的参考资料)。它是一种或多或少物理精确的近地表散射效应近似,同时仍然足够快以便在实践中使用。

    VRayFastSSS2是一种完整的材料,具有漫反射和镜面反射的组件,可以直接使用,无需混合材料。VRayBlendMtl 材料。更确切地说,该材料由三层组成:镜面层,漫射层和子表面散射层。子表面散射层由单个和多个散射分量组成。当光在材料内部反弹一次时会发生单次散射。在离开材料之前光的两次或多次弹跳导致多次散射。

    © 图片由Antone Magdy提供

    UI路径:||材质编辑器窗口|| > 材质/贴图浏览器 > 材质 > V-Ray > VRayFastSSS2



    一般参数

    Preset 预设 - 允许用户从多种可用预设材料中选择一种。大多数预设都是基于Jensen等人提供的测量数据 

    scale - 另外缩放次表面散射半径。通常,VRayFastSSS2在计算次表面散射效应时会考虑场景单位。但是,如果场景未按比例建模,则此参数可用于调整效果。它还可用于修改预设的效果,在加载时重置Scatter radius参数,但保持Scale参数不变。

    IOR - 指定材质的折射率。大多数水性材料如皮肤的IOR约为1.3


    Skin Brown棕色皮肤 Skin Pink粉色皮肤 Skin Yellow黄皮肤 Milk [Skim]牛奶(脱脂) Milk [Whole]牛奶(完整的) Marble [White]大理石(白色) Ketchup番茄汁 Cream奶油 Potato土豆 Spectralon 一种光学树脂 Orange juice橙汁 Water (clear)水


    示例:缩放


    此示例显示Scale 参数的效果 。请注意较大的值如何使对象看起来更透明。在其效果中,此参数与Scatter radius(半径) 参数基本相同 ,但可以独立于所选预设进行调整。在没有GI的情况下渲染图像以更好地显示子表面散射。该 单分散参数 设置为光线追踪(固体)。

    比例 = 1 比例 = 3 比例 = 5

    Diffuse and sub-surface scattering layers   漫反射和次表面散射层



    Overall color  整体颜色 - 控制材料的整体着色。该颜色用作漫反射和次表面分量的滤光器。

    Diffuse color  漫反射颜色 - 指定材质的漫反射部分的颜色。

    Diffuse amounts  漫反射量 - 指定材质的漫反射组件的量。

    请注意,此值实际上是漫反射层和次表面层之间的混合。设置为0.0时,材质没有漫反射组件。设置为1.0时,材质仅具有漫反射组件,没有次表面层。漫射层可用于模拟表面上的灰尘等。

    Color mode  颜色模式 - 允许用户确定使用哪种方法来控制次表面散射效果。

    Sub-surface color + scatter radius  次表面颜色+散射半径 - 借助于次表面颜色散射颜色参数来控制次表面效果。

    Scatter coefficient + fog color 散射系数+雾颜色 - 借助散射系数雾颜色参数控制地下效应。

    sub-surface color次表面颜色 - 指定材质的次表面部分的一般颜色。

    Scatter color  散射颜色 - 指定材质的内部散射颜色。较亮的颜色会使材料散射更多光线并显得更透亮; 较暗的颜色会使材料看起来更像漫反射。

    scatter coefficient  散射系数 - 指定材质表面下方的地下颜色。

    Fog color  雾颜色 - 指定对象的深层内部颜色。

    scatter  radius 散射半径 - 控制材质中的光散射量。较小的值会导致材料散射较少的光并且看起来更像漫反射; 更高的值使材料更透明。请注意,此值始终以厘米(cm)为单位; 材质将根据当前选定的系统单位自动将其转换为场景单位。

    phase function 相位功能 - 介于-1.0和1.0之间的值,用于确定光在材质内散射的一般方式。它的效果可以与某种表面的漫反射和光泽反射之间的差异有些相似,但是相位函数控制着体积的反射和透射率。值0.0意味着光在所有方向上均匀散射(各向同性散射); 正值意味着光主要向前沿与其相同的方向向前散射; 负值意味着光线大部分向后散射。大多数水基材料(例如皮肤,牛奶)表现出强烈的前向散射,而像大理石这样的硬质材料表现出向后散射。该参数最强烈地影响材料的单个散射分量。正值会降低单个散射成分的可见效果。 



    示例:sub-surface color  次表面颜色

    此示例和下一个示例演示了Scatter颜色 和 Sub-surface颜色 参数之间的关系以及它们之间的关系 。请注意,更改“次”表面颜色会更改材质的整体外观,而更改“散点”颜色仅会修改内部散射组件。

    将 分散的颜色 设置为绿色。

    Sub-surface color   次表面颜色 =红色 Sub-surface color 次表面颜色 =绿色 Sub-surface color 次表面颜色 =红色

    示例:Scatter color 散点图颜色

    该 分型面的颜色 保持绿色。

    Scatter color  散点颜色 =蓝色 Scatter color  散点颜色 =绿色 Scatter color  散点颜色 =红色

    示例:Scatter Radius散射半径


    此示例显示Scatter radius 参数的效果 。请注意,效果与增加Scale 参数相同 ,但不同之处在于Scatter半径由不同的预设直接修改。

    这组图像基于Milk(脱脂)预设。散射半径越大越透明。

    Scatter Radius  散射半径 = 1.0cm Scatter Radius  散射半径 = 2.0cm Scatter Radius  散射半径 =5.0cm

    示例:phase function  相位功能


    此示例显示Phase函数参数的效果。此参数可以比作表面上漫反射和光泽反射之间的差异。但是,它控制着体积的反射率和透射率。它的效果非常微妙,主要与材料的单一散射成分有关。

    红色箭头表示穿过卷的光线; 黑色箭头表示射线的可能散射方向。

    相位函数 = -0.9(向后散射)更多光线出来。 相位函数 = -0.5(向后散射) 相位函数 = 0(各向同性散射)更多光线离开物体。 相位函数 = 0(各向同性散射) 相位函数 = 0.5(前向散射)物体吸收更多光线。 相位函数 = 0.5(前向散射)

    示例:Phase Function 相位功能:光源

    此示例演示了 当卷内有光源时Phase函数参数的效果 。图像基于蒙皮(粉红色)预设, 散射半径较大, 单个散射 设置为光线跟踪(折射) ,折射率(IOR) 设置为1.0。 这些图像禁用前照明 和 后照明 ; 只能看到单个散射。 

    请注意体积内光线投射的体积阴影。

    相位函数 = -0.9 相位函数 = 0 相位函数 = 0.5

    Specular Layer Parameters 镜面层参数


    specular color - 确定材质的镜面反射颜色。

    specular amount - 确定材质的镜面反射量。请注意,根据材质的IOR ,应用于镜面反射分量的自动菲涅耳衰减 。  

    specular glossiness - 确定光泽度(高光形状)。值1.0产生锐利的反射,较低的值产生更多模糊的反射和高光。  

    specular subdivs - 确定将用于计算光泽反射的样本数。较低的值渲染得更快,但可能会在光泽反射中产生噪声。较高的值会降低噪音,但计算速度可能较慢。请注意,仅当在“ 全局DMC设置”中启用“ 使用本地细分”时,此参数才可用于更改 。

    trace reflections 高光 - 启用光泽反射的计算。禁用时,仅计算高光。  

    reflections depth  反射深度 - 材质的反射反弹次数。

    Options 选项


    single scatter  单个散射 - 控制单个散射分量的计算方式。

    None 无 - 未计算单个散射分量。

    Simple  简单 - 单个散射分量近似于表面照明。此选项适用于相对不透明的材料,如皮肤,其中光穿透通常是有限的。

    Raytraced (solid)  光线跟踪(实线) - 通过对对象内部的体积进行采样,可以精确计算单个散射分量。只有光线跟踪; 没有跟踪物体另一侧的折射光线。这适用于高度半透明的材料,如大理石或牛奶,同时相对不透明。

    Raytraced (refractive  光线跟踪(折射) - 类似于光线跟踪(实线)模式,但也跟踪折射光线。此选项适用于透明材料,如水或玻璃。在此模式下,材质也会产生透明阴影。


    single scatter subdivs  单个散射细分 - 确定在单个散射 模式设置为 光线跟踪(实线) 或 光线跟踪(折射)时评估单个散射分量时要采用的样本数。请注意,仅当在“ 全局DMC设置”中启用“ 使用本地细分”时,此参数才可用于更改 。

    refraction depth  折射深度 - 确定单个散射 参数设置为光线跟踪(折射) 模式时的折射光线深度。

    front lighting  前照明 - 为与照相机落在对象同一侧的光启用多重散射分量。

    back lighting  背光 - 为与相机相对的一侧落下的光启用多重散射分量。如果材料相对不透明,关闭它将加快渲染速度。

    scatter gi - 控制材质是否准确地散射全局照明。禁用时,使用在子表面散射之上的简单漫反射近似计算全局照明。启用时,全局照明作为多次散射的表面照明图的一部分包含在内。这更准确,特别是对于高度半透明的材料,但可能会使渲染速度变慢。

    interpolation accuracy   插值精度 - 当类型为基于Prepass的照明图基于对象的照明图时,控制多重散射效果近似的质量。值越大,结果越准确,但渲染速度越慢。较低的值渲染速度较快,但值太低可能会在曲面上产生块状伪影。

    prepass blur - 当直接光照贴图的预通过率太低而无法充分近似时,控制材质是否会使用多次散射的简化漫反射版本。值0.0将导致材质始终使用照明贴图。但是,对于远离相机的物体,这可能会导致动画中的瑕疵或闪烁。较大的值控制来自照明图的最小所需样本,以便将其用于近似多次散射。

    cutoff threshold   截止阈值 - 指定一个阈值,低于该阈值将不会跟踪镜面反射。V-Ray尝试估计镜面反射对图像的贡献,如果低于此阈值,则不计算效果。不要将其设置为0.0,因为在某些情况下可能会导致渲染时间过长。

    prepass mode  预通过 模式 - 允许用户选择(重新)使用照明图(预通过)的方式。

    Single frame  单帧 - 启用后,V-Ray将为每个渲染计算新的照明图。

    Single frame (autosave)   单帧(自动保存) - 启用后,V-Ray将计算新的照明图并将其保存在预通道fileName中指定的文件中。

    From file  从文件 - 启用后,V-Ray不会计算新的照明图。相反,它将使用prepass fileName中指定的映射来渲染图像。

    prepass fileName - 指定要保存或读取的照明映射的文件名。


    示例:单一散布模式

    此示例显示单散射 模式参数的效果 。

    对于相对不透明的材质,不同的单散射模式会产生非常相似的结果(渲染时间除外)。在以下图像集中, 散点半径 设置为1.0 cm。

    在第二组图像中, 散布半径 设置为50.0厘米。在这种情况下,材料非常透明,并且不同的单一散射模式之间的差异是显而易见的。另请注意使用光线跟踪(折射)模式的透明阴影。

    单个散点 =简单 单个散射 =光线跟踪(实体) 单个散射 =光线跟踪(折射) 单个散点 =简单 单个散射 =光线跟踪(实体) 单个散射 =光线跟踪(折射)

    笔记


    对于单个散射参数使用光线跟踪(实线)或光线跟踪(折射)模式时,需要将VRayShadows用于标准灯光以获得正确的结果。

    VRayFastSSS2材质仅在最终图像渲染期间计算子表面散射。在其他GI计算阶段(例如光缓存或光子映射)期间,材料被计算为漫射的。

    由于上面解释的原因,VRayFastSSS2将呈现为具有光缓存的渐进路径跟踪模式的漫射器。

      您可以使用VRayBlendMtl材质对多个VRayFastSSS2材质进行分层,以便重新创建更复杂的子表面散射效果。在这种情况下,任何光线跟踪的单一散射都只会计算基础材质,但多次散射,反射等对任何图层都能正常工作。使用Prepass ID参数使材质共享相同的照明图可能会有所帮助,以便重复使用某些计算。

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