Co to jest rozpraszanie podpowierzchniowe? Kompleksowy przewodnik po realistycznym renderowaniu 3D.
Rozpraszanie podpowierzchniowe (SSS, subsurface scattering) występuje, gdy światło przechodzi przez powierzchnię częściowo przezroczystego obiektu, rozprasza się, a następnie wychodzi w innym miejscu.
Rozpraszanie podpowierzchniowe (SSS, subsurface scattering) występuje, gdy światło przechodzi przez powierzchnię częściowo przezroczystego obiektu, rozprasza się, a następnie wychodzi w innym miejscu. Proces ten ma kluczowe znaczenie dla zapewniania realistycznego renderowania grafiki 3D, szczególnie w przypadku odtwarzania tekstur takich jak wosk, marmur, a nawet ludzka skóra.
Zrozumienie rozpraszania podpowierzchniowego umożliwia grafikom mu tworzenie niezwykle realistycznych projektów 3D. W przypadku modelowania postaci rozpraszanie podpowierzchniowe przekłada się na różnicę między twarzą przypominającą lalkę a twarzą wyglądającą jak żywa. W tym przewodniku przeanalizujemy, jak działa rozpraszanie podpowierzchniowe i jak je stosować we własnych pracach.
Co to jest rozpraszanie podpowierzchniowe w 3D?
Rozpraszanie podpowierzchniowe to technika symulująca interakcję światła z materiałami. Zamiast po prostu odbijać się od powierzchni obiektu, część światła przenika do wewnątrz, rozprasza się i wychodzi w różnych punktach.
Ta technika oświetlenia 3D naśladuje zachowanie światła w świecie rzeczywistym. Bez rozpraszania podpowierzchniowego modele 3D wyglądają na plastikowe. Nie są w ogóle przezroczyste. Wdrożenie rozpraszania podpowierzchniowego dodaje obiektom głębi i realizmu. Powstaje bardziej miękki, pełen blasku wygląd.
Naukowe podstawy rozpraszania podpowierzchniowego
Gdy światło pada na obiekt, odbija się, przechodzi przez niego lub zostaje przemienione w ciepło. Gdy światło przenika przez materiał, odbija się wewnątrz obiektu zależnie od jego struktury mikroskopijnej. Właściwości fizyczne materiału wpływają na głębokość i wzorzec ruchu światła w jego obrębie.
W przypadku rozpraszania podpowierzchniowego różne materiały mają odmienne właściwości rozpraszania. Gęsty materiał, taki jak kamień, nie sprzyja rozpraszaniu podpowierzchniowemu na dużą skalę. Natomiast w przypadku materiałów takich jak skóra czy wosk stopień rozpraszania będzie wysoki.
Dlaczego rozpraszanie podpowierzchniowe ma znaczenie w grafice 3D
Rozpraszanie podpowierzchniowe odgrywa ogromną rolę w grafice 3D. W prawdziwym świecie światło nie odbija się w całości od powierzchni. Zamiast tego przenika je, rozprasza się w nich i wychodzi z nich, tworząc delikatną dyfuzję. Aby odtworzyć ten efekt, graficy 3D używają rozpraszania podpowierzchniowego do realistycznego symulowania materiałów, takich jak skóra, wosk czy marmur.
Rozpraszanie podpowierzchniowe ma wiele zastosowań w grafice 3D, ale w przypadku projektowania postaci jest niezbędne. Ludzie i zwierzęta wyglądają znacznie bardziej realistycznie, gdy skóra jest oświetlona od tyłu, kiedy na przykład światło słoneczne przechodzi przez uszy lub palce. W przypadku renderowania produktów rozpraszanie podpowierzchniowe sprawia, że materiały częściowo przezroczyste, takie jak abażury, wyglądają bardziej naturalnie.
Rozpraszanie podpowierzchniowe eliminuje sztuczny, „plastikowy” wygląd modeli 3D. Powstaje bardziej naturalne oświetlenie, które bardziej przypomina efekt obserwowany w rzeczywistych materiałach.
Malowanie rozpraszania podpowierzchniowego
Przyjrzyjmy się etapom malowania rozpraszania podpowierzchniowego:
- Dobieranie obrazu odniesienia. Odniesienia ze świata rzeczywistego pomagają wybrać najbardziej realistyczne ustawienia rozpraszania podpowierzchniowego.
- Wybór programu cieniującego. Zacznij od wybrania materiału lub programu cieniującego obsługującego rozpraszanie podpowierzchniowe.
- Wybór koloru bazowego. Będzie to kolor podstawowy obiektu.
- Określanie parametrów rozpraszania podpowierzchniowego. Zdefiniuj głębię i kolor rozpraszanego światła. Dostosuj parametry takie jak promień i głębokość, aby określić, jak daleko przemieszcza się światło. Ustal też kolor rozpraszania, aby zmienić odcień rozpraszanego światła.
Praktyczne zastosowania rozpraszania podpowierzchniowego
Rozpraszanie podpowierzchniowe sprawia, że zwykłe renderingi 3D stają się fotorealistyczne. Dlatego właśnie jest ono popularną techniką stosowaną w różnych przypadkach użycia i branżach. Projektanci gier komputerowych i filmów używają rozpraszania podpowierzchniowego do tworzenia postaci z realistyczną skórą oraz naturalnymi oczami i ustami. Jest ono też przydatne podczas projektowania produktów, prezentowania błyszczących metalowych części mebli lub nadawania kosmetykom lekko wilgotnego blasku.
Oświetlanie własnych prac: Rozpraszanie podpowierzchniowe za pomocą zestawu Adobe Substance
Rozpraszanie podpowierzchniowe ma przełomowe znaczenie dla tworzenia postaci, modeli i grafiki 3D. Ta technika zmiękcza światło i nadaje modelom 3D organiczny charakter, pozwalając uzyskać bardziej profesjonalny wygląd i klimat. Jeśli eksplorujesz grafikę 3D, nie poprzestawaj na oświetleniu na poziomie powierzchni. Eksperymentuj z rozpraszaniem podpowierzchniowym w kolekcji Adobe Substance 3D, aby tchnąć życie w swoje cyfrowe dzieła.
Często zadawane pytania
NA CZYM POLEGA ROZPRASZANIE POWIERZCHNIOWE W GRACH?
JAKIE EFEKTY ZAPEWNIA ROZPRASZANIE PODPOWIERZCHNIOWE?
Rozpraszanie podpowierzchniowe daje wiele efektów, w tym:
● Zmiękczenie przejść między światłem i cieniem
● Blasku
● Głębia i objętość
● Realistyczne renderowanie skóry