View Categories

Yüzey Altı Saçılımı

11 dakika okuma

Bu sayfa, V-Ray for SketchUp’taki Yüzey Altı Dağılımı (Subsurface Scattering) materyali hakkında bilgi vermektedir.

Genel Bakış #


Yüzey Altı Saçılımı (Subsurface Scattering), öncelikle deri, mermer vb. gibi yarı saydam malzemeleri işlemek için tasarlanmış bir malzemedir. Uygulama, Jensen ve diğerleri tarafından ilk olarak tanıtılan BSSRDF konseptine dayanmaktadır (aşağıdaki referanslara bakınız) ve yüzey altı saçılım etkisinin fiziksel olarak az çok doğru bir yaklaşımıdır, aynı zamanda pratikte kullanılabilecek kadar hızlıdır.

Yüzey Altı Saçılımı, doğrudan kullanılabilen, karışım malzemesine ihtiyaç duymayan, dağınık ve yansıtıcı bileşenlere sahip eksiksiz bir malzemedir. Özellikle, malzeme üç katmandan oluşur: yansıtıcı bir katman, dağınık bir katman ve yüzey altı saçılım katmanı. Yüzey altı saçılım katmanı, tekli ve çoklu saçılım bileşenlerinden oluşur. Tekli saçılım, ışığın malzeme içinde bir kez sekmesiyle oluşur. Çoklu saçılım ise, ışığın malzemeden çıkmadan önce iki veya daha fazla kez sekmesiyle meydana gelir.

Kullanıcı Arayüzü Yolları #


||V-Ray Varlık Düzenleyici|| > Malzemeler (sağ tıklayın) >  Yüzey Altı Dağılımı

||V-Ray Varlık Düzenleyici|| >  Varlık Oluştur  (sol tıklama) >  Malzemeler  >  Yüzey Altı Dağılımı

Kullanıcı Arayüzü Seçenekleri #


Yüzey Altı Dağılımı malzeme ayarları Temel ve Gelişmiş modlar olarak düzenlenmiştir . Modu Önizleme Örneği altındaki geçiş düğmesinden veya Ayarlar sekmesinin Yapılandırma açılır menüsünden genel olarak değiştirebilirsiniz .

“Özellik Ekle ” düğmesinden , malzemenin görünümüne katkıda bulunabilecek ek özellikler seçebilirsiniz. Daha fazla bilgi için “Özellik Ekle” bölümüne bakın.

“Öznitelik Ekle” menüsü açıkken Ctrl tuşunu basılı tutmak , açılır menüyü kapatmadan birden fazla öğeyi seçmenize olanak tanır.

Renk yuvasının bağlam menüsü, rengi Kopyala Yapıştır ve Sıfırla seçeneklerini sunar.

Her bir sayı kaydırıcısının bağlam menüsünde bir Sıfırla seçeneği bulunur. Kaydırıcının değerini varsayılan değere sıfırlayabilirsiniz.

Parametreler #


Bazı parametreler yalnızca Gelişmiş modda kullanılabilir.

Ölçek – Ayrıca yüzey altı saçılma yarıçapını da ölçeklendirir. Normalde, Yüzey Altı Saçılması, yüzey altı saçılma etkisini hesaplarken sahne birimlerini dikkate alır. Ancak, sahne ölçekli olarak modellenmemişse, bu parametre etkiyi ayarlamak için kullanılabilir.  Daha fazla bilgi için  aşağıdaki Ölçek örneğine bakın.

Kırılma İndeksi   – Malzemenin kırılma indeksini belirtir. Cilt gibi su bazlı malzemelerin çoğunun kırılma indeksi yaklaşık 1,3’tür.


Genel Renk  – Malzemenin genel renk tonunu kontrol eder. Bu renk, hem dağınık hem de yüzey altı bileşen için filtre görevi görür.

Opaklık  – Malzemenin ne kadar opak veya saydam olduğunu belirtir.


 

Örnek: Ölçek #

Bu örnek, Ölçek  parametresinin etkisini göstermektedir  . Daha büyük değerlerin nesneyi nasıl daha saydam hale getirdiğine dikkat edin. Yüzey altı saçılımını daha iyi göstermek için görüntüler GI olmadan oluşturulmuştur.  Tekli saçılım parametresi  Işın İzlemeli (katı) olarak ayarlanmıştır.

ölçek1.jpg

Ölçek = 1

ölçek3.jpg

Ölçek = 3

scale6.jpg

Ölçek = 6

Dağılım Katmanı #


Dağılım Rengi  – Malzemenin dağılım gösteren kısmının rengini belirtir.

Yayılma Miktarı  – Malzemenin yayılma bileşeninin miktarı. Bu değerin aslında yayılma ve yüzey altı katmanları arasında bir geçiş sağladığını unutmayın. 0,0 olarak ayarlandığında, malzemenin yayılma bileşeni olmaz. 1,0 olarak ayarlandığında, malzemenin yalnızca yayılma bileşeni olur, yüzey altı katmanı olmaz. Yayılma katmanı, yüzeydeki toz vb. unsurları simüle etmek için kullanılabilir.

Yüzey Altı Katmanı #


Bazı seçenekler yalnızca Gelişmiş modda mevcuttur.

Yüzey Altı Rengi  – Malzemenin yüzey altı kısmının genel rengini belirtir.  Daha fazla bilgi için  aşağıdaki   Yüzey Altı Rengi örneğine bakın.

Saçılma Rengi  – Malzemenin iç saçılma rengini belirtir. Daha parlak renkler, malzemenin daha fazla ışık saçmasına ve daha saydam görünmesine neden olur; daha koyu renkler ise malzemenin daha dağınık görünmesine neden olur Daha fazla bilgi için   aşağıdaki Saçılma Rengi örneğine bakın. 

Saçılma Yarıçapı (cm)  – Malzemenin yansıma rengini belirler.  Daha fazla bilgi için   aşağıdaki  Saçılma Yarıçapı örneğine bakın.

Faz Fonksiyonu  – Malzemenin içinde ışığın genel olarak nasıl saçıldığını belirleyen -1,0 ile 1,0 arasında bir değerdir. Etkisi, bir yüzeyden yansıyan dağınık ve parlak yansımalar arasındaki farka benzetilebilir; ancak faz fonksiyonu bir hacmin yansımasını ve geçirgenliğini kontrol eder. 0,0 değeri, ışığın her yöne eşit olarak saçıldığı (izotropik saçılma) anlamına gelir; pozitif değerler, ışığın ağırlıklı olarak geldiği yönde ileriye doğru saçıldığı anlamına gelir; negatif değerler ise ışığın çoğunlukla geriye doğru saçıldığı anlamına gelir. Çoğu su bazlı malzeme (örneğin deri, süt) güçlü ileriye doğru saçılma gösterirken, mermer gibi sert malzemeler geriye doğru saçılma gösterir. Bu parametre, malzemenin tek saçılma bileşenini en güçlü şekilde etkiler. Pozitif değerler, tek saçılma bileşeninin görünür etkisini azaltırken, negatif değerler tek saçılma bileşenini genellikle daha belirgin hale getirir.  Daha fazla bilgi için,  aşağıdaki  Faz Fonksiyonu örneğine  veya  Faz Fonksiyonu: Işık Kaynağı örneğine  bakın.


Örnek: Yüzey Altı Rengi #

Bu örnek ve bir sonraki örnek, Dağılım Rengi  ve  Yüzey Altı Rengi parametrelerinin etkisini ve aralarındaki ilişkiyi göstermektedir   . Yüzey Altı Renginin değiştirilmesinin malzemenin genel görünümünü nasıl değiştirdiğine, Dağılım Renginin değiştirilmesinin ise yalnızca iç dağılım bileşenini nasıl değiştirdiğine dikkat edin. Her üç render için de Dağılım  Rengi  yeşil olarak ayarlanmıştır.

kırmızı-kopya.jpg

Yüzey Altı Rengi = Kırmızı
yeşil-kopya.jpg

Yüzey Altı Rengi = Yeşil
mavi-kopya.jpg

Yüzey Altı Rengi = Mavi


Örnek: Dağılım Rengi #

Sonraki tüm render işlemleri için yüzey altı rengi  yeşil olarak ayarlanmıştır.

kırmızı.jpg

Dağılım Rengi = Kırmızı
yeşil.jpg

Dağılım Rengi = Yeşil
mavi.jpg

Dağılım Rengi = Mavi


Örnek: Dağılım Yarıçapı #

Bu örnek, Dağılım Yarıçapı parametresinin etkisini göstermektedir   .

1-beyaz.jpg

Saçılma Yarıçapı = 1 cm
3-beyaz.jpg

Saçılma Yarıçapı = 2 cm
6-kopya.jpg

Saçılma Yarıçapı = 6 cm


Örnek: Faz Fonksiyonu #

Bu örnek, Faz Fonksiyonu parametresinin etkisini göstermektedir. Bu parametre, bir yüzeydeki dağınık yansıma ile parlak yansıma arasındaki farka benzetilebilir. Ancak, bir hacmin yansıtma ve geçirgenliğini kontrol eder. Etkisi oldukça incedir ve esas olarak malzemenin tekil saçılma bileşeniyle ilgilidir.

09-kopya.jpg

Faz Fonksiyonu = -0,9 (Geriye Doğru Saçılma)
Daha fazla ışık dışarı çıkar. 
00-kopya.jpg

Faz Fonksiyonu = 0 (İzotropik Saçılma) Nesneden daha fazla ışık çıkar. 
09-kopya.jpg

Faz Fonksiyonu = 0,0 (İleri Saçılma)
Nesne daha fazla ışık emer. 

Kırmızı ok, hacimden geçen bir ışık ışınını temsil eder; siyah oklar ise ışının olası saçılma yönlerini temsil eder.

sss2_37.png

sss2_38.png

sss2_39.png


 

Örnek: Faz Fonksiyonu: Işık Kaynağı #

 Bu örnek , hacim içinde bir ışık kaynağı olduğunda  Faz fonksiyonu parametresinin etkisini göstermektedir  . Görüntülerde büyük Saçılma yarıçapı ,  Tekli saçılma için Işın izleme (kırılma)  modu  ve  IOR  1.0 olarak ayarlanmıştır  .  Bu görüntülerde ön aydınlatma  ve  arka aydınlatma  devre dışı bırakılmıştır; yalnızca  Tekli saçılma  görünür durumdadır. Hacim içindeki ışığın oluşturduğu hacimsel gölgelere dikkat edin.

Faz Fonksiyonu = -0.9

Faz Fonksiyonu = 0

Faz Fonksiyonu = 0,9

Yansıma Katmanı   #


Bazı seçenekler yalnızca Gelişmiş modda mevcuttur.

Yansımalar  – Yansımaların hesaplanmasını sağlar. Devre dışı bırakıldığında, yalnızca speküler vurgular hesaplanır. 

Renk  – Malzemenin yansıtıcı rengini belirler.

Miktar  – Malzemenin yansıma miktarını belirler. Malzemenin IOR değerine bağlı olarak yansıma bileşenine otomatik bir Fresnel düşüşü uygulandığını unutmayın.

Parlaklık  – Parlaklığı (vurguların şeklini) belirler. 1.0 değeri keskin yansımalar üretirken, daha düşük değerler daha bulanık yansımalar ve vurgular üretir.

Yansıma Derinliği  – Malzemenin yansıma sekme sayısını belirtir.

Dağıtma Seçenekleri #


Bu paketteki seçenekler, nihai sonucun kalitesini kontrol etmenizi sağlar. Bu paket yalnızca Gelişmiş modda kullanılabilir.

Tekli Saçılım  – Tekli saçılım bileşeninin nasıl hesaplanacağını kontrol eder.  Daha fazla bilgi için lütfen   aşağıdaki Tekli Saçılım Ön Ayarları örneğine bakın.

Yok  – Tek bir saçılma bileşeni hesaplanmaz. Basit  – Tek saçılma bileşeni yüzey aydınlatmasından yaklaşık olarak hesaplanır. Bu seçenek, ışık penetrasyonunun normalde sınırlı olduğu deri gibi nispeten opak malzemeler için kullanışlıdır.  Işın izlemeli (katı)  –  Tek saçılma bileşeni, nesnenin içindeki hacim örneklenerek doğru bir şekilde hesaplanır. Sadece hacim ışın izlemeye tabi tutulur. Nesnenin diğer tarafındaki kırılma ışınları izlenmez. Bu seçenek, aynı zamanda nispeten opak olan mermer veya süt gibi yüksek derecede yarı saydam malzemeler için kullanışlıdır.  Işın izlemeli (kırılma)  – Işın izlemeli (katı) moduna benzer, ancak kırılma ışınları da izlenir. Bu seçenek, su veya cam gibi şeffaf malzemeler için kullanışlıdır. Bu modda, malzeme aynı zamanda şeffaf gölgeler de oluşturur.   

 

Küresel Aydınlatma Dağılımı (Scatter GI)  – Malzemenin küresel aydınlatmayı doğru bir şekilde dağıtıp dağıtmadığını kontrol eder. Devre dışı bırakıldığında, küresel aydınlatma, yüzey altı dağılımının üzerine basit bir difüz yaklaşım kullanılarak hesaplanır. Etkinleştirildiğinde, küresel aydınlatma, çoklu dağılım için yüzey aydınlatma haritasının bir parçası olarak dahil edilir. İkincisi, özellikle yüksek saydamlığa sahip malzemeler için daha doğrudur, ancak işleme hızını oldukça yavaşlatabilir. 

Kırılma Derinliği – Tek saçılma parametresi Işın İzlemeli (katı)  olarak ayarlandığında kırılma ışınlarının derinliğini belirler  


Örnek: Tekli Dağılım Ön Ayarları #

Bu örnek, Tekli Saçılma modu parametresinin etkisini göstermektedir   .

Nispeten opak malzemeler için, farklı Tekli saçılma modları (işleme süreleri hariç) oldukça benzer sonuçlar üretir. Aşağıdaki resimlerde Saçılma Yarıçapı 1,0 cm olarak ayarlanmıştır.

İkinci resim setinde,  Saçılma Yarıçapı  50,0 cm olarak ayarlanmıştır. Bu durumda, malzeme oldukça şeffaftır ve farklı Tekli saçılma modları arasındaki fark belirgindir. Ayrıca, Işın İzlemeli (kırılma) modundaki şeffaf gölgelere de dikkat edin.

basit-kopya.jpg

Ön ayar = Basit

katı-kopya.jpg

Ön ayar = Işın İzlemeli Katı

refraktif-kopya.jpg

Ön ayar = Işın İzlemeli Kırılma

basit-50-kopya.jpg

Ön ayar = Basit
solid-50-copy.jpg

Ön ayar = Işın İzlemeli Katı
refractive-50-copy.jpg

Ön ayar = Işın İzlemeli Kırılma

Çarpanlar #


Bu özellik yalnızca Gelişmiş modda kullanılabilir.

Mod – Dokuları ayarlamak için aşağıdaki yöntemlerden birini belirtir.

Çarpma  – Renkleri ve dokuları ayarlamak için çarpanlar belirtilebilir.
Karıştırma Miktarı  – Renkleri ve dokuları ayarlamak için karıştırma miktarları belirtilebilir.

Opaklık  – Malzemenin genel olarak ne kadar opak veya şeffaf olduğunu belirleyen Opaklık değerinin yoğunluğunu kontrol eder.

Genel Renk  – Malzemenin genel renginin yoğunluğunu kontrol eder.

Dağınık Renk  – Malzemenin dağınık renginin yoğunluğunu kontrol eder.

Yayılma Miktarı  – Atanan bir doku (varsa) ile bir renk arasındaki karışımı sağlar. 

Yüzey Altı Rengi  – Malzemenin yüzey altı renginin yoğunluğunu kontrol eder.

Saçılma Rengi  – Dahili saçılma renginin yoğunluğunu kontrol eder.

Yansıma Rengi  – Malzemenin yansıma renginin yoğunluğunu kontrol eder.

Yansıma Parlaklığı  – Malzemenin yansıma noktalarının keskinlik yoğunluğunu kontrol eder ve bu da yansıma şeklini etkiler.

Görünüm Alanı Ekranı #


Görünüm Alanı Ekranı – V-Ray ile ilgili temel uygulama materyali arasında bağlantı/bağlantı kurulmasını sağlar.

Renk  – Renk bağlamayı sağlar. V-Ray malzemesinin rengini değiştirmek, karşılık gelen temel uygulama malzemesinin rengini de değiştirir ve bunun tersi de geçerlidir.

Opaklık  – Kırılma/opaklık bağlamayı sağlar. SketchUp malzemesinin opaklığını değiştirmek, V-Ray malzemesinin kırılmasını değiştirir ve bunun tersi de geçerlidir.

Doku Modu  – Doku bağlamayı etkinleştirir. V-Ray materyal dokusunu değiştirmek, karşılık gelen temel uygulama materyal dokusunu değiştirir ve bunun tersi de geçerlidir. Bu parametreyi devre dışı bırakmak, V-Ray materyalini etkilemeden temel uygulama materyalinde değişiklikler yapılmasına olanak tanır.

Otomatik  – Dağılım dokusunu temel uygulama materyaline bağlar.

Bu modda, karmaşık doku ağları, görünüm önizlemesi olarak kullanılan tek bir görüntüye işlenir. Yalnızca 0 ile 1 UV karesi içinde kalan dokunun işlenmesi nedeniyle, işlenmiş sonuç ile görünüm önizlemesi arasında farklılıklar oluşabilir. Bu durum, özel UV yerleştirme yapılandırmasına sahip çoğu prosedürel deseni ve dokuyu etkiler. Işın izlemeli ve üç boyutlu dokular desteklenmez. 

Prosedürel dokuların görüntü alanı çözünürlüğü, ||Uzantılar|| > V-Ray > Tercihler > Görüntü Alanı Doku Çözünürlüğü seçeneğinden global olarak ayarlanabilir .

Özel – Özel bir doku yuvası, temel uygulama materyaline bağlanır.

Görünüm Alanı Dokusu – Seçilen doku, temel uygulama materyaline bağlıdır. Özel modda bu yuva boş bırakıldığında, görünüm alanında bir Yardımcı Doku gösterilir.

Genel bir malzeme birden fazla katman içeriyorsa, otomatik bağlama modunda yalnızca en üstteki katman dikkate alınır .

Geçersiz Kılma Kontrolü #


Geçersiz Kılınabilir  – Etkinleştirildiğinde, malzeme Ayarlar’daki Malzeme Geçersiz Kılma seçeneğiyle geçersiz kılınabilir.

 

 

Özellikler #


Yüzey Altı Saçılım malzemesi için mevcut özellikler aşağıdaki gibidir.

Çarpma #
Özet #
Yer değiştirme #
Işın İzleme Özellikleri #
Geçersiz kıl #
Malzeme Kimliği #

Notlar #


  • BRDFSSS2Complex materyali, yüzey altı saçılımını yalnızca son görüntü oluşturma sırasında hesaplar. Diğer GI hesaplama aşamalarında (örneğin ışık önbelleği veya foton eşleme), materyal dağınık bir materyal olarak hesaplanır.

  • Yukarıda açıklanan nedenlerden dolayı, BRDFSSS2Complex, ışık önbelleğinin aşamalı yol izleme moduyla dağınık bir görüntü olarak işlenecektir.

  • Daha karmaşık yüzey altı saçılma efektleri oluşturmak için, bir Blend materyali kullanarak birden fazla BRDFSSS2Complex materyalini katmanlayabilirsiniz. Bu durumda, ışın izlemeli tekli saçılma yalnızca temel materyal için hesaplanacak, ancak çoklu saçılma, yansımalar vb. herhangi bir katman için doğru şekilde çalışacaktır. Bazı hesaplamaların yeniden kullanılabilmesi için materyallerin aynı aydınlatma haritasını paylaşmasını sağlamak amacıyla Prepass ID parametresini kullanmak faydalı olabilir.

  • Önceki sürümle oluşturulan ve varsayılan değere taşınan materyaller –  Işın izleme  (geometri_tabanlı_örnekleme = 2)

  • Çoklu Dağılım seçeneği artık eski bir özelliktir. V-Ray 5 öncesi sürümlerle oluşturulan materyallerin Çoklu Dağılım özelliği Işın İzleme özelliğine taşınmıştır.

  • 2B haritalama (manzara) yöntemi    yalnızca tek bir UV haritalama kanalını destekler.

  • SketchUp’ta sahne birimleri her zaman inç cinsinden hesaplanır.

Referanslar #


BRDFSSS2Complex materyalini oluştururken kullanılan referansların listesi aşağıdadır.

  • HC Hege, T. Hollerer ve D. Stalling, Hacimsel Görüntüleme: Matematiksel Modeller ve Algoritmik Yönler. Çevrimiçi sürümüne https://opus4.kobv.de/opus4-zib/frontdoor/index/index/docId/ adresinden ulaşılabilir. Hacimsel görüntülemede yer alan temel nicelikleri tanımlar ve hacimsel ve yüzey görüntüleme denklemlerini türetir.

     

  • T. Farrell, M. Patterson ve B. Wilson, Doku Optik Özelliklerinin İnvaziv Olmayan Belirlenmesi için Uzamsal Olarak Çözümlenmiş, Kararlı Durumda Dağınık Yansıma için Bir Difüzyon Teorisi Modeli  , Med. Phys. 19(4), Temmuz/Ağustos 1992, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1518476/ adresinde . Yüzey altı saçılımının simülasyonuna difüzyon teorisinin bir uygulamasını tanımlar; Jensen ve diğerleri tarafından kullanılan dipol yaklaşımının temel formüllerini türetir (aşağıya bakınız).

  • H. Jensen, S. Marschner, M. Levoy ve P. Hanrahan,  Yeraltı Işık İletimi için Pratik Bir Model , SIGGRAPH’01: Bilgisayar Grafikleri Bildirileri, s. 511-518. Bu makalenin çevrimiçi versiyonuna http://www-graphics.stanford.edu/papers/bssrdf/
    adresinden ulaşılabilir. BSSRDF kavramını tanıtır ve Farrell vd. tarafından türetilen dipol yaklaşımına (yukarıya bakınız) dayalı olarak yeraltı saçılımını hesaplamak için pratik bir yöntem tanımlar.

  • H. Jensen ve J. Buhler, Yarı Saydam Malzemeler için Hızlı Hiyerarşik İşleme Tekniği , SIGGRAPH’02: Bilgisayar Grafikleri Bildirileri, s. 576-581. Bu makalenin çevrimiçi versiyonuna http://graphics.ucsd.edu/~henrik/papers/fast_bssrdf/
    adresinden ulaşılabilir. İki aşamalı bir yöntemde yüzey aydınlatması ve yüzey altı saçılma etkisinin hesaplamalarının ayrıştırılması fikrini tanıtır; yüzey altı saçılmayı değerlendirmek için hızlı bir hiyerarşik yaklaşım tanımlar ve kullanıcı tarafından daha kolay ayarlanabilmesi için BSSRDF parametrelerinin yeniden parametrelendirilmesini önerir.

  • C. Donner ve H. Jensen, Çok Katmanlı Saydam Malzemelerde Işık Yayılımı , SIGGRAPH’05: ACM SIGGRAPH 2005 Bildirileri, s. 1032-1039. Bu makalenin çevrimiçi versiyonuna http://graphics.ucsd.edu/~henrik/papers/layered/
    adresinden ulaşılabilir  (bağlantı artık mevcut değil). Jensen ve diğerleri tarafından sunulan orijinal BSSRDF çözüm yönteminin özlü bir açıklamasını sağlar; çok kutuplu yaklaşım kullanarak modeli çok katmanlı malzemelere ve ince levhalara genişletir.

Tarafından desteklenmektedir BetterDocs

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir