关于次表面散射（Sub-Surface-Scattering），3S材质

为什么手电筒照手看不到骨头？小时候很多童鞋应该想过这个问题。

长大后才知道是光线的散射。原理大致这样的：

大家好！今天野农先生跟大家聊聊次表面散射（Sub-Surface-Scattering）俗称3S材质。次表面散射是对半透明材质（如皮肤，肉，脂肪，水果，牛奶，大理石等）的真实渲染的重要影响。次表面散射是造成材质内部颜色渗出或光线穿过阴影边界的影响的原因。

光线在葡萄内部散射

教程将以V-Ray FastSSS2材质进行讨论，介绍该材质的功能背后的理论。并提供一些技巧。

V-Ray FastSSS2材质是设计用于创建半透明材料。它具有更好的亚表面散射（SSS）。它更快，更先进。因此，无论何时需要制作半透明材质，最好使用FastSSS2材质。

这种材质的工作方式与其他V-Ray材质的工作方式略有不同，让我们来看看它的设置。

首先你会注意到它有预设。你可以从下拉菜单中选择，并在场景中快速使用。

我们先看一下Prepass Rate（预解算率）。FastSSS2使用类似于Irradiance map(辐照度图)的方法计算对象内光的分布，在大多数情况下，可以将其保持在-1以获得最佳速度; 对于没有小细节的测试渲染，将其降低到-3或-2; 但是对于非常详细的对象，请尝试将其提升到0~1。

建议Multiple scattering（多次散射）使用默认raytraced（光线追踪）

Scale(比例)控制SSS效果的深度。此材质使用世界单位来计算最终结果。

index of refraction（折射率）与我们熟悉的折射率(IOR)相同。以下是一些一般准则：

水基材料（牛奶，果汁，皮肤等）：设定为1.333

石/大理石：1.5~1.6效果最佳

玻璃：1.6~1.9

塑料：1.45~2.45。

在我们继续学习Diffuse and SSS layers(漫反射和次表面散射层)之前让我们看一下Options（选项）。这里有重要的事情是Single Scatter（单分散）类型，Subdivs和Depth。

Single Scatter(单分散)： simple(简单)， Raytraced(solid)(实体)和Raytraced(refractive)(折射)。这些都用于特定类型的材料。

simple(简单)是最快的渲染，但也是最不准确的。如果材料不需要多光线（皮肤，塑料），那就可以用。

Raytraced(solid)固体模式最适合用于光线充足的材料，但同时不是很透明，如半透明的石头，牛奶或蜡。

Raytraced(refractive)(折射)模式适用于那些也具有可见折射的材料，如雾玻璃，浑水等。这种模式也使阴影透明。

scatter subdivisions(细分)和refraction depth(折射深度)增加细分可以清除半透明区域的噪点。

 折射深度控制光线反射的程度。通常，你可以将这些设置保留为默认值。如果需要针对特定场景进行优化（例如，如果物体非常高折射且不是非常透明），您可以尝试增加深度，以确保有足够的光线反弹使其看起来更逼真。

Diffuse and SSS layers(漫反射和次表面散射层)

这是FastSSS2材质中最重要的，通常也是最令人困惑的部分。有许多不同的颜色通道要设置，它们似乎都以某种方式相互影响，因此非破坏性地工作可能有点困难。

我们从Diffuse color(漫反射颜色)和Sub-Surface color（子表面颜色）开始，基本上，它们就是控制对象的内部和外部颜色。我们将Diffuse color设置为纯蓝色，而Sub-Surface color设置为纯红色。调整“Diffuse color(漫反射量)”值时，看材质是如何变化的

得出的结果：

在0时，只有sub-suface color层是可见的，而在1时，只有diffuse可见的。在对象内部没有光散射。0.5两者的混合。

Overall color(整体颜色)

它充当漫反射和次表面的滤镜，它会影响在实际材质中设置颜色。纯白色[255; 255; 255]允许通过100％，而中灰色[128; 128; 128]通过50％。

这听起来很简单，但它的颜色也相同：纯红色整体颜色[255; 0; 0]仅显示漫反射和子表面颜色的红色通道。在这种情况下，它是纯黑色，因为这两种颜色都没有任何红色通道值。基本上，整体颜色的RGB值确定了其他两种颜色中每个通道可见的百分比。

我建议使用灰度值或灰度纹理。否则，很难预测产生的颜色。这不是“直觉”，而是数学。然而，简单的黑白可以很好地使一切变得有趣，而不会出现意想不到的颜色。

最后，还有另外一种颜色可供调整：Scatter Color（散布颜色）。这定义了散射光线进入物体表面后的颜色。这意味着它也会影响散射光的强度，因此如果将其设置为黑色，则光会变黑并且不会散射

同样，如果你使用颜色而不是灰度值，则使用此颜色会有点棘手，因为它以数学方式与Sub-Surface color(子表面颜色）交互。我们并不是100％了解其背后的真正数学公式，所以最好的选择尝试，首先尝试调整此颜色的亮度，然后调整色调，直到获得您想要的精确的颜色。通常，Sub-surface color和Scatte color色调应该非常接近。

Scatter Radius(CM)：设置光线穿透表面的精确深度。如果你需要确保结果是准确的，请注意将Scale保持为1并确保重置对象的属性

这里要调整的最后一个参数是phase function(相功能)。它可以设置为-1到+1，它控制光线在物体表面内的传播方式。零（0）在所有方向上均匀地散射光线; 正值将光主要集中在前方; 负值使大部分光线向后移动。作为一般规则，水基材质（皮肤，果汁，牛奶）倾向于向前散射光线，而硬质材料（大理石，玻璃）往往会向后散射。

Specular layer(高光层)

Specular Layer与其他材质相同，只是命名方式不同罢了。在这里也不多说了

除了Diffuse and SSS layers(漫反射和次表面散射层)其他调节与VRAY标准材质类同。

 

放两个V-Ray FastSSS2做的案例

做篇教程不容易，又是收集，又是反复测试每个参数是否有误，又是考虑文字表达······

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好了今天课程到此结束。see you next time！