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电影特效魔术师Houdini 次表面散射原理及渲染技术
发布时间：2018-11-17 19:57:24
Subsurface Scattering(SSS次表面散射)介绍
维基百科： Subsurface Scattering，简称SSS，中文翻译为次表面散射。在真实世界中许多物体是有点半透明的，比如皮肤、玉、蜡、大理石、牛奶等。这些半透明的材质受到数个光源的透射，物体本身就会受到材质的厚度影响而显示出不同的透光性，光线在这些透射部分也可以互相混合、干涉。说得简单一些就是：光射进表面，在材质里散射，然后从与射入点不同的地方射出表面。
SSS使照明的整体效果变得柔和，一个区域的光线会渗透到表面的周围区域，而小的表面细节变得看不清了。光线穿入物体越深，衰减和散射就越严重。我们拿皮肤为例，在照亮区到阴影区的衔接处，散射也往往引起微弱的倾向红色的颜色偏移，这是由于光线照亮表皮并进入皮肤，接着被皮下血管和组织散射和吸收，然后从阴影部分离开。
散射效果在皮肤薄的部位更加明显，比如鼻孔和耳朵的周围。如下图所示：
一、散射基本原理
一个光源发射出来的光线碰到物体，一部分光被反射，还有一部分光会穿透物体。
穿透物体的光线，由于物理原因他会在物体内部不停的反弹而改变方向。而这个过程中光线也会有衰减，直到消失。
光的衰减程度与物体内部的透光率有很大的关系。
每一束光线会以表面的进入点（P），而形成一个衰减的半径范围(D)。
在三维软件里面模拟的时候，光线进入物体的点的多少会对模拟SSS效果的精度有直接影响。
二、使用Houdini Point Clouds制作SSS效果
我们在Houdini里面制作次表面散射效果其实只需要两步就可以了。
第一步
进入物体里面，给你要做SSS效果的物体添加一个sss_pcloud节点，这个节点可以根据物体的表面生成Point Clouds点。调整点的数目并选择存储的目录后就可以点渲染输出了。
输出的时候记得物体的法线要正确。当然也可以调整法线来输出Point Clouds。一次正常法线的，然后利用revese节点翻转法线后再输出一遍，翻转法线后的Point Clouds可以模拟暗面的透光效果。
第二步
在shop中创建一个Material Shader材质。进入这个材质并找sssMultiple节点。用multisss节点的Color连接surface_outputs的Surface。
在multiSSS节点的pointcloud File处选择我们输出的Point Clouds文件。并把材质添赋予物体。就可以测试渲染了。
•Subserface Intensity：表面强度
•Subserface Color：表面颜色
•Evaluate RGB Separately：评估RGB，打开后RGB每个波长的光将被单独计算。
•Pointcloud File：从这里选择Point Clouds文件
•Pointcloud Sample：Point Clouds采样
•Scattering Distance：散射距离，主要靠这个参数来调节散射距离并配合表面强度来调节
•Bounce Attenuation：反弹衰减
下面这个材质，连接方法非常简单。调整两个法线不同的SSS Multiple材质来add叠加出SSS效果。然后用mix混合一点oglass的反射。加上点高光就欧了。
这是我用SSS做的一个蜗牛的材质
蜗牛材质的连接：
蜗牛壳子的连接：
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