Слева - направо: depth 1, 10, 20, 100

Рендеры фактически идентичны. Это означает, что все значимые вклады собираются в пределах depth = 1.

Тест 4. Расчет методом дипольной диффузной аппроксимации

Approx_diffusion = on, остальные методы выключены.

Слева - направо: depth 1, 10, 20, 100

Рендеры с расчетом рассеяния только методом диффузной аппроксимации для карты размером в 100 тысяч фотонов для разных значений depth от 0 до 0.9 с шагом 0.1. При depth = 1 вклад от диффузной аппроксимации практически равен нулю. Последнее означает, что на такую глубину при заданных настройках фотоны уже не проникают.

Слева - направо: depth 1, 10, 20, 100

Рендеры с расчетом рассеяния только методом диффузной аппроксимации для карты из 1 миллиона фотонов и глубины depth от 0.9 до 1.04 с шагом глубины в 0.01 мм. Несмотря на то, что карта размером больше предыдущей в 10 раз, глубина ненулевого вклада осталась практически неизменной, при depth = 1.04 он практически равен нулю. Динамика несколько изменилась.

Выводы.

1. Результат расчета методом диффузной аппроксимации зависит от количества фотонов карты - чем больше, тем точнее. Если при рендере видны отдельные фотоны, следует либо уменьшить depth, либо увеличить число испускаемых фотонов.

2. Глубина слоя диффузной аппроксимации относительно невелика - от 1 до 3 длин свободного пробега и быстро затухает, в зависимости от свойств поглощения и рассеяния материала, энергии фотонов и количества испускаемых фотонов.

Тест 5. Текстурные трехмерные карты для коэффициента рассеяния

Представлены рендеры с использованием трехмерных процедурных карт для коэффициентов рассеяния из стандартного набора карт 3ds max.

В заключение я приведу примеры рендеров сцен с настроенным расчетом подповерхностного рассеяния.

Сцена 1. Молоко в стеклянном стакане

Файл сцены: scene1.zip

Сцена 2. Горящая цилиндрическая свеча

Файл сцены: scene2.zip

Сцена 3. Кубическая свеча

Файл сцены: scene3.zip

При настройке расчетов я следовал нескольким простым правилам:

1. Для освещения рассеивающего объекта использовался узконаправленный источник света. Это позволяет эффективно организовать испускание фотонов. Для освещения остальной части сцены использовался дополнительный источник.

2. Для поиска коэффициентов рассеяния для свечи я сначала полностью отключал параметр material и искал значения для простого белого света. Затем изменял значения коэффициентов для разных цветовых каналов, чтобы получить требуемый цветовой оттенок.

3. Стремился использовать настолько низкие значения энергий фотонов, насколько это возможно - это позволяет легче получить однородность расцветки объекта (усреднение фотонных рассеяний).

4. Для получения подсветок поверхности использовался шейдер illum_phong (mental ray), который скрыт по умолчанию. Открыть его можно тем же способом, что описан выше. Настройку освещения поверхности легче выполнить, полностью отключив проникновение света под поверхность.

5. Окончательный результат является балансировкой сочетания интенсивностей источников света и энергий излучаемых ими фотонов, соотношения величины пропущенного и отраженного света (material, transmitted) и их цветов. Задача довольно хлопотная и требующая некоторого терпения.

Остальные подробности можно узнать из конкретных значений параметров сцен, приведенных выше.

Далее будут рассмотрены материалы SSS Fast Material и SSS Fast Skin Material и соответствующие шейдеры.