01 Prefacio
1.1 ¿Qué es la dispersión subsuperficial?
En el artículo D5 GI | En busca de la calidad del renderizado sin conexión con la experiencia en tiempo real, explicamos brevemente cómo la luz rebota en la superficie de los objetos en el mundo real. Si este fenómeno se puede replicar, decidirá qué tan cerca puede llegar el resultado de la renderización a las fotografías.
Pero ahí no termina. Cuando las luces inciden sobre la superficie de algunos translúcido objeto, como la cera o el mármol, algunos de ellos atravesarán la superficie, se dispersarán en el interior del objeto y finalmente saldrán por diferentes puntos de la superficie. Visto desde una cámara, el interior del objeto parece estar “iluminado”.
Esto es lo que llamamos Dispersión subsuperficial (SSS o 3S como abreviatura). Como se muestra en la siguiente imagen, “subsuperficial” se refiere a la parte debajo de la superficie.
La pregunta está vacía. Por favor, introduce un texto para traducirlo.
1.2 ¿Qué puede hacer la dispersión subsuperficial?
La mera reproducción de la luz que rebota en la superficie, aunque es suficiente para la mayoría de los materiales, no puede crear un buen efecto translúcido para texturas como el jade, la fruta y la piel humana. Es por eso que necesitamos la dispersión subsuperficial aquí para aportar más realismo. La interacción entre la luz y la sub-superficie de los materiales translúcidos también dará vida a tu escena.
En una palabra, SSS en renderizado puede mejorar la calidad del material, haciéndolo lucir más delicado. Un material translúcido no se verá negro azabache incluso a contraluz, por lo que la escena será más clara y brillante.
Por suerte, esta potente función estará disponible en la versión D5 Render 2.4. No dejes de probarla y verás que la calidad de renderizado ha mejorado notablemente.
02 El principio de la dispersión subsuperficial en D5
2.1 Soluciones anteriores
Como se mencionó anteriormente, lograr el SSS en el renderizado, especialmente en el renderizado en tiempo real en 0,03 segundos, es un gran desafío debido a su gran cantidad de cómputos. Por eso el SSS se considera una característica avanzada de las herramientas de renderizado.
Al observar las herramientas de renderizado en tiempo real predominantes en el mercado, podemos encontrar que la mayoría de ellas carecen de la función SSS o utilizan el Subsurface Scattering basado en pantalla como sustituto.
El "Screen-Space Subsurface Scattering" logra un equilibrio entre velocidad y calidad, lo que lo convierte en una buena solución, pero no perfecta para renderizado en tiempo real. Por ejemplo, fallará al calcular la información de luz cuando haya materiales que ocluyan el material objetivo. Aparecerán artefactos de bandeado cuando se establezca una pantalla grande en el radio de dispersión.
Parece que las soluciones actuales de renderizado SSS en tiempo real no logran hacer frente a los retos que plantea su aplicación práctica y adolecen de diversas limitaciones y deficiencias técnicas que impiden una visualización óptima para los diseñadores. Por ello, el equipo de D5 ha desarrollado una solución superior de dispersión subsuperficial en tiempo real, conocida como D5 SSS.
Por lo tanto, el SSS en tiempo real sigue siendo un reto a pesar de las numerosas soluciones existentes. Para superar los problemas técnicos y ofrecer a los diseñadores una mejor experiencia de visualización, el equipo de D5 decidió desarrollar su propia solución — D5 SSS — para renderizado en tiempo real.
2.2 D5 SSS
Tras analizar las técnicas y las necesidades, el equipo D5 decidió combinar el algoritmo de renderizado offline con el renderizado en tiempo real para lograr un SSS en tiempo real.
Random Walk es un algoritmo físicamente preciso sin conexión para SSS que considera cómo la luz se dispersa y viaja a través del medio dentro de un modelo, lo que lleva a una representación más precisa del volumen y el grosor de la superficie del modelo.
Para resolver este problema, el equipo de D5 integró el SSS de paseo aleatorio en el exclusivo proceso de renderizado híbrido de D5. Mediante la reutilización de la información del GBuffer, la acumulación de la reducción de ruido en el dominio del tiempo y el uso de la aceleración por hardware a través de DXR, la solución SSS de D5 garantiza un SSS de alta calidad en tiempo real.
De este modo, los diseñadores solo tendrán que ajustar unos pocos parámetros para poder previsualizar el efecto SSS de los materiales translúcidos en tiempo real. Además, el SSS D5 garantiza la coherencia entre la previsualización y el renderizado, lo que ofrece a los diseñadores una experiencia de visualización fluida y de gran calidad.
03 D5 Efecto de la dispersión subsuperficial y ejercicios prácticos
3.1 ¿Dónde se puede utilizar el D5 SSS?
La nueva función de SSS en tiempo real convertirá a D5 Render 2.4 en una herramienta de renderizado más avanzada para diversos sectores.
Para arquitectos, puede crear materiales de mármol o pizarra claros para exhibir mejor las ideas de diseño, haciendo así que su proyecto sea más atractivo.
En lugar de bloquear toda la luz, la losa de mármol ligeramente transparente se ve suave y clara.
Para diseñadores de interiores/productos, puedes entregar mejor el efecto translúcido de cerámicas y jades para mejorar la calidad visual.
La estatua de jade parece sutilmente iluminada.
3.2 Cómo utilizar el D5 SSS
Para crear un material translúcido, primero usa la tecla de acceso rápido “I” para seleccionar la textura. Ve a Inspector > Plantilla de Material. Allí encontrarás “Subsurface Scattering”.
La plantilla SSS tiene dos parámetros más que la plantilla Personalizada:
Color de subsuperficie
2. Intensidad de dispersión
Además, existen tres parámetros que se utilizan comúnmente para materiales SSS:
1. Color Base/Mapa de Color Base
2. Especular
3. Rugosidad
Aquí utilizamos el “jade” como ejemplo para mostrar cómo crear materiales SSS en D5 Render.
Primera vista
Este conejo tiene un material personalizado con un color base blanco. Establecimos Especularidad y Rugosidad en 0, para que no afecten el proceso siguiente.
Color base/Mapa de color base
Primero, añade un mapa de textura de jade al Mapa de Color Base.
Activa “Triplanar” para obtener un bonito efecto UV sin tener que configurarlo manualmente.
Configuración de Dispersión Subsuperficial
Cambiar la plantilla de material a “Subsurface Scattering”.
- Color subsuperficial
El Mapa de Color Base define el color de la superficie, mientras que el Color SubSuperficial decide el color cuando la luz se dispersa dentro del modelo.
Por defecto, el “color de subsuperficie” es el gris 50%. En este caso, el material empieza a presentar un efecto SSS, pero necesita algo de color para que resulte más evidente.
Cambia el “Color de subsuperficie”. Podemos ver cómo afecta al material:
El color subsuperficial parece emanar del modelo desde el interior y es más visible en las sombras.
El Color SubSuperficial controla esencialmente la distancia a la que la luz se dispersa dentro del modelo. Cuanto mayor sea el valor RGB, más visible será la luz dispersada en rojo, verde o azul, y más translúcido parecerá el material.
- Intensidad de dispersión
La Intensidad de Dispersión es un multiplicador del Color Subsuperficial. Aumenta/disminuye la distancia que la luz dispersa viaja basándose en el Color Subsuperficial, mejorando o reduciendo aún más el efecto translúcido del material.
En este ejemplo, estamos creando un material de jade realista, por lo que el “Color SubSuperficial” se establece en un verde de baja saturación y la “Intensidad de Dispersión” se deja en su valor predeterminado de 1.0.
Especular y rugosidad
El jade y las gemas son materiales no metálicos altamente reflectantes y típicamente tienen un valor especular de 1.0.
El parámetro “Specular” controla la reflectividad de los materiales no metálicos. La mayoría de los materiales no metálicos tienen una reflectividad entre 0.25 y 0.625. Por ejemplo, el agua con 0.25 y el jade/gema con 1.0.
Más información sobre Specular: Plantilla de material > Mapa > Especular
Cuando Specular se establece en 1.0, el modelo se parece más al jade.
La rugosidad decide cuán áspera es la superficie del material, afectando si el reflejo se desenfoca o no. Al cambiar su valor, podemos ver claramente cómo cambia la textura del jade.
Con alta rugosidad, el jade parece uno sin pulir; con bajo valor, especialmente cuando está cerca de 0, uno muy pulido.
Establecimos la Rugosidad en 0.05 y aquí está la representación final:
3.3 Notas
Por ahora, D5 Render admite luces puntuales, focos, luces rectangulares y luz solar para el efecto SSS. La iluminación ambiental HDRI para SSS se incluirá en futuras actualizaciones.
Tamaño exacto
La apariencia del material SSS está influenciada por el volumen y el grosor del modelo. Por lo tanto, cuanto más pequeño y delgado sea el modelo, más translúcido será para los mismos parámetros.
Por lo tanto, se recomienda modelar al tamaño de los objetos reales. Por ejemplo, no modeles una decoración de jade demasiado grande; unos pocos centímetros son apropiados. Si deseas aumentar o disminuir aún más la translucidez del material, utiliza el brillo del Color SubSuperficial o la Intensidad de Dispersión para ajustar su efecto visual.
04 Conclusión
La capacidad de D5 Render 2.4 para generar SSS en tiempo real proporcionará a los arquitectos y a los diseñadores de interiores y de productos representaciones mucho más realistas. Ahora tienen la oportunidad de crear una mayor variedad de materiales, lo que convierte la visualización en una experiencia agradable.
Para D5 Render, D5, SSS es un hito, pero nunca un punto final. El equipo de D5 seguirá optimizando SSS para ofrecer mejores resultados. No te lo pierdas, no te decepcionará.
La biblioteca de recursos D5 ha actualizado decenas de modelos con materiales SSS, entre los que se incluyen frutas, velas y jades. Puedes encontrarlos rápidamente buscando “sss/3s”.
O, puedes personalizar tus propios materiales translúcidos y disfrutar de la belleza de la luz fluyente en renderizado en tiempo real.
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