最近,我对照片级逼真的渲染产生了兴趣,并且我一直在研究不同的渲染理念。我读过迪士尼研究学士学位论文,其中陈述了辐射传递方程(RTE)

omega})=-(\ sigma_ {a} + \ sigma_ {s})L(\ vec {x},\ vec {\ omega})+ Q(\ vec {x},\ vec {\ omega})+ \ sigma_ {s} \ int _ {\ Omega} L(\ vec {x},\ vec {\ omega})\ rho(\ vec {\ omega},\ vec {\ omega}')d \ vec {\ omega }'$

,而


精确的BSSRDF则从精确的解决方案到RTE的遵循。 3D
几何,照明和材质很少,这会促使人们在简化的低维域上进行分析。相反,即使像迪斯尼的Hyperion之类的高端着色器也是如此,尽管“渲染方程”据说并未考虑表面下的散射,极化等。

所以我的两个问题是)不将辐射传递方程用于真实感的原因是什么ic渲染(或类似于Big Hero和Moana所用蒙皮着色器的近似图),以及b)如何找到诸如皮肤,头发,水,金属,玻璃等不同材料的相函数和系数等参数? >

#1 楼

我怀疑(a)的答案仅仅是性能。当然,可以基于RTE进行完整的体积路径跟踪/光子映射(我敢肯定有时会这样做),但是它非常昂贵,并且需要大量样本才能收敛到无噪声的结果。

当散射介质非常稠密时,例如在人类皮肤和头发中,或者在牛奶,塑料,大理石或玉石等材料中,这种情况尤其如此。在这样的材料中,光散射如此之快,以至于在几毫米后它基本上是各向同性的,因此BSSRDF非常适合于真实的体积散射,并且评估起来便宜得多。 (即使对于脱机渲染,性能也很重要!)可能会结合使用体积模拟和经验数据来导出和验证BSSRDF。关于系数的测量方式,我已经读过一种技术就是将一束窄而明亮的光束(如激光笔)照到材料上,然后使用距离入射点不同距离的光电传感器测量散射回去的光。通过处理这些数据,您可以得到散射系数的估计值。本文展示了一种基于此思想的传感器,该传感器已应用于人体皮肤,并且本文中还详细介绍了根据经验数据建立复杂的(多层)BSSRDF。

评论


$ \ begingroup $
感谢您的答复!因此,如果我理解正确的话,给定适当的系数和建模假设,基本上任何BSSRDF函数都可以近似逼近相应的RTE解决方案。另外,当您的散射介质不像水或玻璃那样稠密时,会发生什么情况? BSSRDF实际上是否更容易使用,因为反向散射更少了?我没有足够的声誉可以投票,但是我将等待几个小时,以查看其他用户是否有不同的观点,如果没有,我将接受您的回答。谢谢!
$ \ endgroup $
– BJParks
18年6月18日在23:35

$ \ begingroup $
据我了解,当散射小规模(即高散射系数)时,BSSRDF会特别有效。对于空气/水/玻璃,通常足以在路径跟踪器中进行一次散射,并在其中排除多次散射(这是有偏差的,但通常也足够好)。对于无法忽略多重散射的情况,我不知道有比完整的体积路径跟踪或体积光子映射更好的方法。
$ \ endgroup $
–内森·里德(Nathan Reed)
18年6月19日在3:16