From BlenderWiki

Jump to: navigation, search
Blender3D FreeTip.gif
IMPORTANT! Do not update this page!
We have moved the Blender User Manual to a new location. Please do not update this page, as it will be locked soon.

Підповерхневе Розсіювання

Багато органічних та неорганічних матеріалів насправді не є повністю непрозорими — світло не просто відскакує від поверхні об'єктів. Натомість, деяка частина світла також проникає трохи глибше у поверхню та розсіюється всередині поверхневого шару, даючи додатково там колір, та проникає звідти на поверхню у різних ділянках поверхні. Людська шкіра, шкура тварин, шкірка винограду, помідор, фруктів, воску, гелів (подібно меду або желе) і подібні матеріали мають підповерхневе розсіювання (subsurface scattering (SSS)) світла і імітацію їх фотореалізму неможливо досягнути без імітації підповерхневого розсіювання.

Важливо розуміти, що підповерхневе розсіювання (ППР) та звичайне розсіяння світла є різними ступенями (мірами) одного і того ж явища. Відмінність між ними полягає у тому, наскільки глибоко світло буде розсіюватися під поверхнею, перш ніж воно буде поглинене або відбите нею.


Як підповерхневе розсіваються працює у Blender'і

Фактично, обчислення шляху проходження світла під поверхню об'єкта не практично доцільним. Для цього використовується інший підхід.

Blender обчислює підповерхневе розсіювання у два етапи:

  • Спершу, обчислюється освітленість або яскравість поверхні об'єкта спереду і з тильної сторони. Робиться це майже так само, як і при обчисленні звичайної візуалізації — враховуються Навколишнє Перекриття, тип Розсіяного Тонувача, колір світла тощо.
  • На другому етапі, зображення знову візуалізується, однак Розсіяний тонувач заміняється тонувачем Підповерхневого Розсіювання, замість ламп обчислюються карти світла, яскравість точок поверхні обчислюється шляхом усереднення яскравостей точок навколо неї, а також, залежно від визначених користувачем параметрів, може враховуватися й уся поверхня об'єкта. Цей процес дещо більш складний, ніж просте усереднення, проте не будемо вдаватися у його математичні подробиці.

Натомість, глянемо на ефект підповерхневого розсіювання:

Без Підповерхневого Розсіювання.
Малий радіус ППР.
Радіус ППР збільшено.
Підповерхневе Розсіювання з дуже великим радіусом червоного кольору.

При увімкненні Підповерхневого Розсіювання світло поширюється на велику ділянку поверхні. Розмір цієї ділянки залежить від значень опції «RGB Radius» (Радіус RGB), яка передбачає для кожного колірного каналу свій радіус дії.

Якщо використати дуже великий радіус для кольору, то світло буде рівномірно поширене по усьому об'єкті.

Про радіус розсіювання
Через наявний спосіб обчислення розсіювання при використанні великих значень його радіусу ви помітите обвідні артефакти у вигляді доповняльного кольору до основного для розсіювання кольору. На ілюстрації вище ви можете побачити на останній картинці блакитну обвідку області розсіювання. Звичайно, це небажана ситуація. Один зі способів її подолання — використання кількох проходів обчислення з різними радіусами розсіювання та наступне усереднення їх значень.



Вмикання ППР

Секція-панель «Підповерхневе Розсіювання» з його вже увімкненням.
  • Для увімкнення ППР клацніть на кнопці біля назви секції-панелі Subsurface Scattering (Підповерхневе Розсіювання) (галочка свідчить про її увімкнення).
  • Стандартно у верхній частині панелі доступні кілька різних переднаборів, до яких за допомогою кнопок + та - можна додавати власні. При виборі одного з переднаборів автоматично відповідно до нього виставляються значення радіусів кольорів та показника заломлення. Інші опції виставляються вами самостійно, оскільки вони залежать від розміру об'єкта, для якого призначений даний матеріал.

ППР не потребує застосування промінь-трасування. Однак, воно залежить від світла, падаючого на об'єкт, та тіней, що ним відкидаються, тому вам необхідне правильне обчислення тіней (яке уже може потребувати промінь-трасування).

Опції

IOR (Показник Заломлення)
Визначає наскільки буде заломлено промінь при проходженні ним матеріалу та спад падаючого світла у поверхневому шарі матеріалу. Вищі значення дають швидший спад розсіюваного світла. Ефект дуже тонкий та змінює поширення світла лише трохи. Практика застосування показує, що значення від 1.3 до 1.5 достатні для більшості матеріалів. Для точної довідки про показник конкретного матеріалу можна звернутися до таблиці IOR.
Scale (Масштаб)
Коефіцієнт-множник масштабу об'єкта в одиницях Blender'а, на якому планується отримати ефект ППР. Значення 1.0 означає, що 1 одиниця Blender дорівнює 1 міліметр, а значення 0.001 означає, що 1 одиниця Blender дорівнює 1 метр. Якщо ви хочете виробити значення масштабу для сцени, то просто скористайтесь формулою: (розмір в одиницях Blender'а)/(реальний розмір світу у міліметрах)=масштаб.
Вибірник Кольору для ППР
вибірник кольору розсіювання
«Albedo» - це ймовірність, що світло буде зберігати явище розсіювання. Якщо припустити, що розсіювання — це фільтр для світла, то даний колір буде висотою фільтра. Його значення множиться на значення розсіяного кольору поверхні. Так, практикою вироблені наступні поради вибору кольору розсіювання:
  1. Темніший вибраний тут колір дасть більше розсіювання світла. Значення даного кольору «1» взагалі вимкне ефект розсіювання у цьому колірному каналі.
  2. А тому, якщо вибрати зелений колір розсіювання, то освітлені ділянки об'єкта будуть зеленими, а зелений колір буде тільки трохи розсіюватися. Затінені ділянки будуть розсіювати червонуватий та синюватий кольори. Для компенсації цієї розбіжності розсіювання збільшіть радіус вибраного тут кольору розсіювання (для цього прикладу, друге значення зверху опції «Радіус RGB».
RGB Radius (Радіус RGB)
Ці значення не є фактично радіусами підповерхневого розсіювання, а тільки усередненням поширення його кольорів та шляху світла між місцями розсіювання. Так, світло проходить через поверхневий шар об'єкта та відскакує усередині цього шару і виходить у деякій точці з поверхні. Дані значення відповідають усередненню довжини проходження світла між кожним відскоком. Чим більше значення шляху, тим далі світло буде розсіюватися у відповідному колірному каналі.
Дані значення є головною базою для утворення кольору розсіювання матеріалу. Матеріал типу шкіра буде мати вище значення радіусу червоного (R - верхнє), ніж зеленого (G — посередині) та синього (В — нижнє).
Blend (Суміш)
Керує змішуванням колірних значень R, G, B розсіювання з розсіяним кольором та кольорами текстури.
Color (Колір)
Визначає коефіцієнт змішування колірних значень R, G, B для розсіяного кольору. Зверніть увагу, що хоча даний параметр і може встановлюватися на 0.0, однак, колірні значення R, G, B все одно будуть впливати на поведінку розсіювання.
Texture (Текстура)
Визначає величину розмиття текстури поверхні при змішуванні кольорів.
Scattering Weight (Вагомість Розсіювання)
Керує величиною розсіювання залежно від напрямку та товщини поверхні попадання світла.
Front (Спереду)
Фактор для збільшення або зменшення розсіювання спереду. При входження світла спереду об'єкта зазвичай абсорбується або додається 100% або 1.0.
Back (Позаду)
Фактор для збільшення або зменшення розсіювання позаду. Світло, що попало на об'єкт позаду нього, може пройти усю товщу об'єкта та вийти з його переду. Це властиво для тонких об'єктів, типу кисть руки або вухо.
Error (Помилка)
Керує точністю відбору алгоритмом навколишніх точок. Залишіть його значення 0.05, щоб не мати артефактів на кінцевому зображення. Вищі значення прискорять візуалізацію, але потенційно будуть з артефактами. Значення 1.0 — це зручний спосіб отримання чорнового перегляду зображення з помилками.


Розробка власного матеріалу з ППР

Традиційний підхід

Більш загальний, однак менш інтуїтивний підхід до створення матеріалу з ППР, є використання шарування кольорів. Ось типові поради:

  1. Установіть колір ППР зі значенням близьким до значення основного розсіяного кольору об'єкта. Намагайтесь утримуватися від сильного затемнення одного з кольорів.
  2. Підберіть коефіцієнт масштабу. Якщо треба отримати більше пів-прозорості, то використовуйте або менші об'єкти або більші значення даного масштабу.
  3. Підберіть значення радіусів RGB.
  4. Скоригуйте яскравість ППР за допомогою значень факторів вагомості Front (Спереду) та Back (Позаду).

Більш інтуїтивний підхід

  1. Установіть значення фактору вагомості «Спереду» на «2»
  2. Установіть фактор масштабу, базуючись на розмірі об'єкта відносно сцени. Якщо треба отримати більше пів-прозоре розсіювання, то використовуйте або менший розмір об'єкта або більші значення фактору масштабу.
  3. Підберіть значення радіусів RGB відповідно.

Приклади

Шкіра

1
2
3
4
5
Збільшення значення параметру «Scale» (Масштаб) у секції-панелі «Підповерхневе Розсіювання» (.blend)


Дивіться також





Попередня: Дзеркалення | Головна | Наступна: Пасмо