? Наверное вы все уже слышали про это подповерхностное рассеивание...
English Russian
Live Здравствуйте, дорогие любители RENDER.RU. Вот спустя некоторое время решил написать собственный ...
Главная   Уроки   Библиотека   Документация   Знания

3D инженерия и 3D моделирование, человеческое тело в 3D 3D инженерия и 3D моделирование, человеческое тело в 3D

3D инженерия и 3D моделирование, человеческое тело в 3D 3D инженерия и 3D моделирование, человеческое тело в 3D

3D инженерия и 3D моделирование, человеческое тело в 3D 3D инженерия и 3D моделирование, человеческое тело в 3D

Новости

3D моделирование - воплощение любой фантазии
В настоящее время компьютерная графика проникла во все сферы человеческой деятел...
3D моделирование и визуализация
  Создавая какую-то фигуру или элемент трехмерной графики, перед самим дизайнеро...
Создание нерегулярных сложных объектов
Основной проблемой при создании таких объектов является постоянное видение объе...
Home Вы здесь:: 3D инженерия Знания Наверное вы все уже слышали про это подповерхностное рассеивание...
 

Модели

3D моделирование - воплощение любой фантазии
В настоящее время компьютерная графика проникла во все сферы человеческой деятельности. Черчение, рисование, моделирование и даже проектирование – все это сфера ...
3D моделирование и визуализация
  Создавая какую-то фигуру или элемент трехмерной графики, перед самим дизайнером стоит не только цель сделать его правдоподобным, но и по максимуму сделать его яр...
Создание нерегулярных сложных объектов
Основной проблемой при создании таких объектов является постоянное видение объекта. Используются и начальные наброски объекта, и его модель. Второе, безусловно, л...
Общие принципы создание 3D-моделей
Все объекты 3D-моделирования делятся по своей форме на простые и сложные. Простым объектом может быть электрическая лампочка, сложным объектом можно считать дерево...
Рельефное структурирование
Рельефное структурирование появилось после нормалмаппинга и представляет собой метод наложения структур, базирующихся на информации о глубине. Изначально метод ...
Нормалмаппинг
Нормалмаппинг - это усовершенствованная техника бампаппинга, ее расширенная версия. При этом методе наложения рельефности нормали изменяются на основе информаци...
 
   
Наверное вы все уже слышали про это подповерхностное рассеивание...
08.06.2012 20:11

Наверное вы все уже слышали про это под-поверхностное рассеивание и задаетесь вопросом что это, черт возьми, такое? Хорошо, здесь я расскажу вам всё так, что вы сможете обсуждать такие вещи как BRDF и BSSRDF с Вашими коллегами . И так, начнем.

Первое что вам необходимо знать так это свет. После всего, конечным результатом всего этого под-поверхностного рассеивания и BRDF хлама является реалистичный и аккуратный рендеринг, правильно? Правильно. Мы все знаем что свет (идет ли речь о электрической лампочке или солнце или любом другом источнике света) состоит из лучей. Световых лучей, если хотите. Теперь, что делает рендерер (такой как Final Gathering, mental ray, Lightwave и т.д.) когда визуализирует - вычисляет цвет, интенсивность и направление световых лучей льющихся из отдельного источника. Вы всё ещё со мной? Хорошо.

Теперь с введением radiosity (диффузного отражения) в множество популярных 3D пакетов, у нас появилась возможность получать более реалистичные изображения не тратя десятки тысяч долларов на программы (MAYA? хм... Простите). Так что такое radiosity? Это вычисление "отскоков" световых лучей испускаемых источниками света и самосветящимися моделями. Так вы говорите у вас есть стол на кухне и только один источник света над столом? Без radiosity, всё что что будет освещено этим источником света так это верх стола и пол. С radiosity свет отражается от пола и освещает (частично) низ стола также как и его ножки и всё вокруг. Посмотрите на рисунок 1 для примера.


Пример Radiosity

Sub surface scattering (под-поверхностное рассеивание) это ответвление radiosity, но в отличии от него учитывает информацию о материале из которого "сделана" 3D модель (например, из мрамора, древесины, кожи и т.д). Различные материалы отражают свет по разному. Если вы смотрите на лист в солнечный день и поставите под него руку то увидите сквозь лист её очертания. Этот эффект называется полупрозрачностью, в отличии от прозрачности при которой вещи видны насквозь полностью. Полупрозрачность иллюстрируется на таких материалах как кожа, молоко, листья, кусочек бумаги, на тонкой занавеске и др.

Теперь, с типичным рендерером свет влияет материалы в общем то тем же самым способом. У Вас, вероятно, есть средство управления зеркальностью и диффузией, но это не то. Это означает, что прожектор на 3D руку будет влиять так же как и, например, на деревянную 3D доску (так как значения зеркального и диффузного отражения одинаковы). Sub surface scattering принимает во внимание полупрозрачность материала и (используя radiosity) отражает назад нужные световые лучи в правильном направлении.

Но различные материалы поглощаю свет по разному (вздох, другое осложнение). И что, черт возьми, свет делает, когда попадает, скажем, на кожу? Хорошо, в зависимости от материала, он отражается и рассеивается, а затем покидает материал. Это - то, как мы получаем солнечный загар (или в моем случае, загар рубашки). Не взирая ни на что, в попытке описать это поведение света, было сформулировано огромное множество уравнений с ужасно выглядящими переменными и греческими символами.

Это то место где появляются BRDF и BSSRDF. BRDF расшифровывается как Bidirectional Reflectance Distribution Function (Двунаправленная Функция Отражения и Распределения). Звучит интригующе, нет? Тогда вернитесь к заглавию и попробуйте определить, можем ли мы понимать, что это такое только по имеющимся у нас сведениям. Двунаправленная - значит 2 пути. Мы можем предположить что это означает направления (входящее и выходящее) частного светового луча при попадании в материал и при его покидании. Отражательная способность - хмм: я вижу здесь "отражение" и из описанного выше radiosity, можно сделать вывод, что здесь говорится о качестве отражения световых лучей (отражение значит отскок света назад). Функция Распределения - это только претенциозно звучащие слова что бы сказать "уравнение". BRDF это, в основном, стандартная реализация в большинстве сегодняшних движков рендеринга. Он нерасточительный (касательно циклов CPU) и выдает довольно реалистичные результаты.

Так, а что же такое BSSRDF? Расшифровывается как Bidirectional Surface Scattering Distribution Function (Двунаправленная Функция Поверхностного Рассеивания и Распределения). Эта функция это намного более аккуратный способ описания путей входа и выхода света из материала. BSSRDF может описать перемещение света между любыми двумя лучами которые попадают на поверхность, тогда как BRDF предполагает что свет входит и выходит из материала в одной и той же точке. Подумайте вот об этом: Сделаем вид что мы сходим в дом BSSRDF и поплаваем его фантастическом, размером с Олимпийский, бассейне. Так как мы находимся в сфере влияния BSSRDF, мы можем нырнуть поглубже, затем поплавать вокруг и в конце концов вылезти на мелководье. С другой стороны, если мы находимся в бассейне BRDF, то, если мы прыгнули в воду с вышки, то и выходить из воды должны тоже через вышку. Звучит глупо, да? Хорошо, в этом приложении это так. Но в компьютерном графическом рендеринге различия между BSSRDF и BRDF могут быть как большими так и малыми. Если мы, например, рендерим машину, то различия могут быть незначительны. Но когда мы рендерим что-то содержащее полупрозрачность (например кожу, молоко, листья, ткань и др.) то результат будет совершенно неверным. Конечно, вы можете включить radiosity, мягкие тени и прочее, но результат всё равно будет неверным.


BRDF против BSSRDF

Так что же такое "sub surface scattering"? Это эффект когда свет входит в материал под определенным углом, а покидает в совершенно ином месте и под иным углом. Всё просто, неправда ли? Но принимая во внимание все то, что мы узнали к этому времени, легко заметить почему настолько желательно достигнуть точности в выражении. Уже проделана огромная работа (Паулем Дебевеком, Университетами Cornell, Brown и Stanford и другими) для восстановления точного уравнения.


Преимущества под-поверхностного рассеивания

Теперь некоторые из Вас могут подумать: "Эй, да эта штука "под-поверхностное рассеивание" не такая уж и сложная!", а другие "Когда этот парень перестанет слоняться?". И тем не менее другие могли бы задаваться вопросом: "Эй, да это "под-поверхностное рассеивание" выглядит подобно преломлению". И эти люди будут в чем-то правы. "Sub surface scattering" это когда свет отскакивает внутри материала и выходит из другой точки. Преломление не имеет никакого отношения к световым лучам, которые оставляют поверхность. Скорее, этот эффект относится к свету, который проходит через материал. Это - свет, который "согнут" и заставляет карандаши казаться согнутым в стакане воды или заставляет вашу ногу казаться согнутой в водоеме. Так что это - то, чем под-поверхностное рассеивание отличается от преломления.


Преломление

Хорошо, ели вы добрались так далеко, то, надеюсь, вы уже лучше понимаете что такое под-поверхностное рассеивание и как оно влияет на рендеринг. Я ни в коем случае не эксперт по этому предмету. Я только думал, что смогу помочь другим понять это явление, как его понимаю я.. Пожалуйста не стесняйтесь посылать мне электронную почту с исправлениями или вопросами.

Ссылки по теме:
A plethora of technical links about everything from lighting to water simulations.
A Practical Model for Subsurface Light Transport by folks at Stanford University.
Monte Carlo Evaluation of Non-Linear Scattering Equations for Subsurface Reflection by the good folks at Stanford.
FinalRender - the first render engine to feature sub surface scattering.

Источник: CG Focus

 
   
 
Ulti Clocks content

Новые поступления

Циклевка полов
Одним из самых лучших видов напольного покрытия можно назвать паркет. Состоящий из экологически чистой древесины, у него есть и масса других достоинств: практичн...
Значение 3D моделирования в нашей жизни
В наш век высоких технологий наука не стоит на месте. Большой популярностью сейчас пользуется 3D моделирование различных объектов. ...
Привет всем посетителям рендера! Я уже рассказывал о себе в прошлом making of
Привет всем посетителям рендера! Я уже рассказывал о себе в прошлом making of. С того времени коренных изменений в моей жизни не было, кроме 3D-Award на CGSociety за эту работу :-)....

Методы

3D моделирование в деятельности человека
Компьютеры, планшетные и настольные, равно как и компьютерные технологии прочно обосновались в нашей повседневной жизни. Очень часто их присутствия не замечают, однако компьютерные технологии широко применяются во в...
3D моделирование как способ визуализации в среде проектирования
В наше время компьютерная графика используется в качестве одной из методик проектирования в самых разных отраслях промышленности и предоставления услуг. В этом плане данный метод является очень удобным для визуализа...
История развития 3D моделирования и компьютерной графики
Компьютерная графика бывает двух типов — интерактивная и неинтерактивная графика. В последнем случае мы просто видим графический объект, например по телевизору или в компьютере, но не можем его изменить и манипулиров...
Введение в компьютерную графику и 3D моделирование
Сегодня существует очень мало аспектов нашей жизни, которые не зависели бы от компьютеров. Практически каждый день мы имеем дело с компьютерами — дома, на работе, когда снимаем деньги в банкомате, во время поездки в мет...
3D моделирование и программы для создания компьютерной графики
Для того чтобы создавать компьютерную графику, используется много разных программ. CAD: позволяет архитекторам и инженерам составлять проекты конструкций. Это акроним для автоматизированного проектирования. CAD предст...
 

Стоит попробовать

3D моделирование - воплощение любой фантазии
В настоящее время компьютерная графика проникла во все сферы человеческой деятельности. Черчение, рисование, моделирование и даже проектирование – все это сфера применения компьютерной графики. Голливудские фильмы ...

Документация

3DS Max: краткий обзор
У большинства современных дизайнеров слово «3D» ассоциируется с известной программой 3D Max, которая предназначена преимущественно для создания графических сцен и разработку качественной анимации. Не является удивите...
Top
Яндекс.Метрика
3D инженерия и 3D моделирование, человеческое тело в 3D
Наверное вы все уже слышали про это подповерхностное рассеивание...
Copyrigiht © 2009-2011
Travel Turne Tranzito