Kỹ thuật tán xạ dưới bề mặt là gì? Hướng dẫn toàn diện về kết xuất 3D chân thực.

Kỹ thuật tán xạ dưới bề mặt trong lĩnh vực 3D là gì?

Tán xạ dưới bề mặt là kỹ thuật mô phỏng cách thức ánh sáng tương tác với vật liệu. Thay vì chỉ bật ra khỏi bề mặt của vật thể, một phần ánh sáng lại đi xuyên vào vật thể đó, rồi tán xạ và thoát ra ở những điểm khác nhau.

Kỹ thuật ánh sáng 3D này mô phỏng cách thức hoạt động của ánh sáng trên thực tế. Nếu không có kỹ thuật SSS, mô hình 3D sẽ trông giống như nhựa hoặc mờ đục. Tuy nhiên, khi áp dụng kỹ thuật SSS, bạn có thể cải thiện chiều sâu và tính chân thực, giúp vật thể có hình thức mềm mại hơn hoặc rực rỡ hơn.

Nguyên lý khoa học giải thích cho hiện tượng tán xạ dưới bề mặt.

Khi ánh sáng chiếu vào một vật thể, ánh sáng sẽ phản xạ, đi xuyên qua hoặc biến đổi thành nhiệt. Khi ánh sáng đi xuyên qua một vật liệu, ánh sáng sẽ phản chiếu xung quanh cấu trúc bên trong vật thể đó, dựa trên cấu trúc vi mô của vật thể. Các đặc điểm vật lý của vật liệu có ảnh hưởng đến độ sâu và quy đạo di chuyển của ánh sáng bên trong vật liệu đó.

Trong kỹ thuật SSS, mỗi vật liệu khác nhau lại có đặc tính tán xạ riêng. Vật liệu đặc, ví dụ như đá sẽ không cho phép tán xạ dưới bề mặt nhiều, còn các vật liệu như da hoặc sáp sẽ xảy ra hiện tượng tán xạ rõ rệt.

Vì sao kỹ thuật tán xạ dưới bề mặt có vai trò quan trọng trong nghệ thuật 3D.

Hiện tượng tán xạ dưới bề mặt là nhân tố tạo nên sự khác biệt lớn trong nghệ thuật 3D. Trên thực tế, ánh sáng không phản chiếu khỏi bề mặt. Thay vào đó, ánh sáng đi xuyên qua bề mặt, rồi phân tán và thoát ra để tạo hiện tượng khuếch tán mềm mại. Để tái tạo hiện tượng này, nghệ sĩ 3D dùng kỹ thuật SSS để tạo ra bản mô phỏng chân thực cho các vật liệu như da, sáp, đá cẩm thạch, v.v.

Kỹ thuật SSS có nhiều trường hợp ứng dụng trong nghệ thuật 3D, nhưng có vai trò vô cùng cần thiết trong hoạt động thiết kế nhân vật. Con người và động vật sẽ có hình thức chân thực hơn nhiều do làn da được chiếu sáng từ phía sau, hiện tượng này giống như việc ánh sáng mặt trời truyền qua tai hoặc ngón tay. Nhằm hỗ trợ mục đích kết xuất sản phẩm, kỹ thuật SSS khiến cho các vật liệu mờ như chụp đèn có hình thức tự nhiên hơn.

Nhờ kỹ thuật SSS, người xem sẽ không nhận thấy nét giả, giống như nhựa ở mô hình 3D. Thay vào đó, mô hình này có độ sáng tự nhiên gần giống với vật liệu thực tế hơn.

Cách thức vẽ mô hình tán xạ dưới bề mặt.

Chúng ta hãy cùng tìm hiểu các bước thực hiện trong quy trình vẽ mô hình tán xạ dưới bề mặt:

1. Tìm một hình ảnh tham khảo. Vật thể tham khảo thực tế sẽ giúp bạn chọn được cài đặt SSS chân thực nhất.
2. Chọn bóng đổ phù hợp. Đầu tiên, hãy chọn vật liệu hoặc bóng đổ hỗ trợ cho tán xạ dưới bề mặt.
3. Chọn màu cơ bản. Đây sẽ là màu chủ đạo của vật thể.
4. Điều chỉnh các tham số SSS. Xác định độ sâu và màu sắc của ánh sáng tán xạ. Hãy điều chỉnh các tham số như "bán kính" và "độ sâu" để xác định xem ánh sáng truyền đi bao xa và điều chỉnh "màu tán xạ" để thay đổi màu sắc của ánh sáng tán xạ.

Trường hợp ứng dụng thực tế của kỹ thuật tán xạ dưới bề mặt.

Kỹ thuật tán xạ dưới bề mặt giúp nâng tầm bản kết xuất 3D từ mức độ thông thường lên thành hình ảnh giống như thật, từ đó khiến SSS trở thành kỹ thuật phổ biến được dùng cho nhiều trường hợp sử dụng và lĩnh vực. Các nhà thiết kế trò chơi điện tử và phim sử dụng SSS để tạo nhân vật có da, mắt và miệng giống như thật. Đây cũng là kỹ thuật hữu ích trong thiết kế sản phẩm, giúp hiển thị các bộ phận kim loại sáng bóng trên đồ nội thất hoặc tạo làn da sáng bóng như phủ sương khi dùng mỹ phẩm.

Chiếu sáng tác phẩm sáng tạo: kỹ thuật tán xạ dưới bề mặt với Adobe Substance.

Tán xạ dưới bề mặt là công cụ có vai trò xoay chuyển cục diện trong quy trình tạo nhân vật, mô hình và tác phẩm nghệ thuật 3D. Kỹ thuật này khuếch tán ánh sáng và giúp mô hình 3D có chất lượng tự nhiên hơn, giúp cho tác phẩm của bạn có hình thức và cảm giác chuyên nghiệp hơn. Nếu bạn đang học cách sử dụng đồ họa 3D, đừng chỉ dừng lại ở mức độ chiếu sáng bề mặt. Hãy thử nghiệm kỹ thuật tán xạ dưới bề mặt trong Adobe Substance 3D để giúp tác phẩm kỹ thuật số của bạn trở nên sống động.