Was versteht man unter „Subsurface Scattering“ (SSS)? Ein Leitfaden für realistisches 3D-Rendering.

Was ist Subsurface Scattering im 3D-Design?

Subsurface Scattering ist eine Technik, mit der Wechselwirkungen zwischen Licht und Materialien simuliert wird. Das Licht wird nicht einfach von einer Oberfläche zurückgeworfen, sondern dringt teilweise in das Objekt ein, wird gestreut und tritt an anderen Stellen wieder aus.

Diese 3D-Beleuchtungstechnik ist dem Verhalten von Licht in der realen Welt nachempfunden. Ohne Volumenstreuung wirken 3D-Modelle künstlich und opak. Subsurface Scattering gibt ihnen mehr Tiefe und lässt Objekte weicher, lichtdurchlässig und damit realistischer erscheinen.

Wissenschaftliche Grundlagen der Volumenstreuung.

Wenn Licht auf einen Gegenstand trifft, wird es zurückgeworfen, durchgelassen oder in Wärme verwandelt. Dringt das Licht in ein Material ein, wird es im Inneren des Objekts gestreut. Tiefe und Muster der Lichtverteilung hängen von der mikroskopischen Struktur und den physischen Eigenschaften des Materials ab.

Jedes Material hat seine eigenen Streueigenschaften. Während ein dichtes Material wie Stein kaum Volumenstreuung aufweist, ist die Streuung bei Haut oder Wachs sehr ausgeprägt.

Volumenstreuung in der 3D-Kunst.

Im Bereich der 3D-Kunst ist Volumenstreuung ein Gamechanger. Im echten Leben wird Licht nicht einfach von Flächen zurückgeworfen. Vielmehr dringt es Objekte ein, wird gestreut und tritt dann in weicherer Form wieder aus. Um diesen Effekt nachzubilden, simulieren 3D-Artists mithilfe von Volumenstreuung das Verhalten von Materialien wie Haut, Wachs oder Marmor.

Subsurface Scattering wird in vielen Bereichen eingesetzt. Besonders wichtig ist die Technik aber beim Figuren-Design. Menschen und Tiere wirken realistischer, wenn ihre Haut von hinten beleuchtet wird, so wie z. B. Sonnenlicht durch Ohren oder Finger scheint. Beim Rendering von Produkten lässt Subsurface Scattering lichtdurchlässiges Material wie bei einem Lampenschirm natürlicher aussehen.

Subsurface Scattering nimmt 3D-Modellen den kunststoffähnlichen, künstlichen Look und verleiht ihnen eine natürliche Luminanz, die ihrem physischen Gegenpart besser entspricht.

Subsurface Scattering – so geht’s.

Der Workflow für Subsurface Scattering besteht aus folgenden Schritten:

1. Ein Referenzbild suchen. Referenzbilder aus dem echten Leben erleichtern die Auswahl der realistischsten Einstellungen.
2. Einen passenden Shader auswählen. Wähle Materialien oder Shader, die Volumenstreuung unterstützen.
3. Eine Grundfarbe auswählen. Diese Farbe wird die Primärfarbe deines Objekts.
4. Subsurface-Scattering-Parameter anpassen. Definiere die Reichweite und Farbe des gestreuten Lichts. Passe Radius und Tiefe an, um festzulegen, wie weit das Licht dringt. Über die Streufarbe kannst du den Farbton des gestreuten Lichts ändern.

Anwendungsbereiche für Subsurface Scattering.

Mit Subsurface Scattering werden aus 3D-Renderings fotorealistische Kreationen. Die Technik wird deshalb in vielen Bereichen und Branchen eingesetzt. Im Film und im Gamedesign erhalten Figuren damit ein täuschend echtes Hautbild sowie natürliche Augen und Münder. Beim Produkt-Design lassen sich glänzende Metallelemente auf Möbeln ebenso realistisch darstellen wie die strahlende Tönung von Kosmetik.

Vorhang auf, Licht an: Volumenstreuung mit Adobe Substance 3D.

Subsurface Scattering ist ein Gamechanger für 3D-Figuren, -Modelle und -Kunst. Durch die organischere Verteilung des Lichts erhalten deine Projekte einen professionellen Look. Beschränke dich bei der Beleuchtung deiner 3D-Grafiken nicht allein auf die Oberflächen. Experimentiere in Adobe Substance 3D mit Subsurface Scattering, und erwecke deine Kreationen zum Leben.