什麼是次表面散射?逼真 3D 渲染的詳細指南

次表面散射 (Subsurface Scattering,通常縮寫為 SSS) 是指當光線穿過半透明物件表面、散射開來,然後從其他位置射出時所發生的情況。

rendering of a person glowing under a light in front of a starry sky

次表面散射 (Subsurface Scattering,通常縮寫為 SSS) 是指當光線穿過半透明物件表面、散射開來,然後從其他位置射出時所發生的情況。此過程對於實現 3D 圖形的逼真渲染至關重要,特別是對於複製蠟、大理石甚至人類皮膚等紋理而言。

作為 3D 藝術家,了解 SSS 可以創造出極其逼真的設計。如果您想要建立人物模型,SSS 是造就人偶般臉孔與栩栩如生人物之間差異的關鍵。在本指南中,我們將詳細介紹 SSS 的運作方式,以及如何將其應用於您自己的創作。

什麼是應用於 3D 的次表面散射?

次表面散射是一項模擬光線如何與材質相互作用的技術。光線不會只是從物件表面反射,而是會射入物件、散射開來,然後在其他位置射出。

這項 3D 打光技術模擬了光線在真實世界的行為。如果沒有 SSS,3D 模型看起來會像塑膠一樣或不透明。不過,實作 SSS 可增添深度和真實感,使物件具有更柔和或更明亮的外觀。

次表面散射背後的科學原理

當光線照射到某個物件時,會反射、穿過或轉化為熱能。當光線穿透某個材質時,會根據其微觀結構在該物件內部四處反射。該材質的物理性質會影響光線在其中移動的深度和模式。

在 SSS 中,不同的材質具有獨特的散射特性。石頭等高密度材質不會有太多 SSS,而皮膚或蠟等材質則會有明顯的散射。

次表面散射為何在 3D 藝術中很重要

次表面散射可對 3D 藝術產生莫大的影響。在真實世界中,光線不會從表面反射。相反地,它會穿透、散射開來並射出,以產生柔和的漫射效果。為了複製這一點,3D 藝術家使用 SSS 來逼真模擬皮膚、蠟、大理石等材質。

SSS 可應用在 3D 藝術的許多方面,尤其對於人物設計至關重要。當皮膚背光時 (像是陽光穿過耳朵或指縫),人類和動物看起來會更加逼真。用於產品渲染時,SSS 可讓燈罩等半透明材質顯得更加自然。

SSS 消除了 3D 模型的塑膠、人造外觀,為這些模型提供更類似於真實材質的自然光澤。

如何繪製次表面散射

讓我們來看看繪製次表面散射所涉及的步驟:

  1. 尋找參考影像。 真實參考資料可協助您選擇最逼真的 SSS 設定。
  2. 選擇正確的著色器。 首先選擇支援次表面散射的材質或著色器。
  3. 選擇基色。 這會是您物件的原色。
  4. 調整 SSS 參數。 定義散射光的深度和顏色。調整「半徑」和「深度」等參數來決定光線傳播的距離,並調整「散射顏色」來變更散射光的色調。

次表面散射的實際應用

次表面散射將平凡的 3D 渲染提升到如相片般真實,使得 SSS 成為各種使用案例和產業的熱門技術選擇。電影和電玩遊戲設計師可以使用 SSS 來建立具有逼真皮膚、眼睛和嘴巴的人物。它對於產品設計也很有用,能夠展示家具上閃亮的金屬部分或化妝品的水嫩光澤。

照亮您的創作:使用 Adobe Substance 進行次表面散射

次表面散射徹底顛覆了 3D 人物、模型和藝術。它可以漫射光線並為 3D 模型提供更有機的質感,讓您的創作具有更專業的外觀。如果您正在探索 3D 圖形,不要止步於表面圖層的光線。請嘗試使用 Adobe Substance 3D 中的次表面散射,讓您的數位創作變得栩栩如生。

常見問題集

什麼是應用於遊戲的次表面散射?

次表面散射是一項渲染技術,可模擬光線如何穿透電玩遊戲角色、環境和物件並在內部散射開來。這是實現皮膚、蠟、樹葉等逼真描繪的關鍵技術。

次表面散射的效果為何?

次表面散射具有多種效果,包括:

● 柔化光影之間的轉場效果

● 發光效果

● 深度和體積

● 逼真的皮膚渲染

透射與次表面散射有何不同?

這兩項技術都與光線穿過材質有關,但會產生不同的效果。透射指的是當光線穿過玻璃等較薄材質時,光線會彎曲或折射。它著重於光線如何穿過物件。另一方面,次表面散射會在不同的表面下漫射和散射光線,著重於光線在物件表面下的行為。

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