Quels effets dois-je prendre en compte pour l'iris de l'œil?

L'iris (l'anneau coloré entourant la pupille de l'œil) est recouvert d'une couche d'eau et semble avoir des éléments opaques intégrés dans des éléments transparents et translucides. Quels effets dois-je modéliser pour que l'iris semble réaliste de près (l'iris occupant plus de 20% de la zone d'image)?

La diffusion sous la surface est-elle nécessaire ou la transparence est-elle suffisante? Est-il nécessaire de prendre en compte la lumière de l'intérieur de l'œil qui est entrée par la pupille, ou le dos de l'iris peut-il être considéré comme complètement opaque? Y a-t-il d'autres effets que je n'ai pas pris en compte?

Je cherche à produire des images fixes hors ligne - l'approche n'a pas besoin de fonctionner en temps réel.

Jusqu'à présent, j'ai essayé de couvrir les yeux d'un mince film transparent pour simuler une couche d'eau et de traiter l'iris comme une section d'une boule transparente avec des brins colorés disposés radialement, décalés car ils sont superposés d'avant en arrière. Pour éviter les effets indésirables de la lumière qui passe tout au long, j'ai soutenu l'iris avec une section sphère noire mate. Cela semble toujours donner un œil qui semble quelque peu artificiel (inorganique) et déconnecté.

J'essaie de faire fonctionner cela avec des primitives géométriques telles que des sphères, des cônes et des cylindres, mais je suis ouvert à une approche utilisant des maillages triangulaires si cela ouvre de nouvelles possibilités.

Pour un iris réaliste, vous avez besoin de:

1. Géométrie : Les irides sont très différents selon les personnes et leur apparence change radicalement selon que la pupille est dilatée (muscle sphicter détendu) ou non. Vous n'irez nulle part avec des primitives uniquement. Toute la structure est comme un épais tissu plissé extensible suspendu dans l'eau. Les rides apparaissent et disparaissent en se déplaçant. Utilisez un logiciel de sculpture et un manuel d'anatomie.

2. Matériel : Il n'y a presque pas de spéculaire sur l'iris car il est suspendu dans (essentiellement) de l'eau qui a un indice de réfraction similaire à celui des tissus. Je ne connais pas les valeurs de rugosité car je n'ai jamais vu d'iris sec. Avec le modèle spéculaire GGX , la rugosité 0,4 semble correcte. Les iris bruns semblent plus rugueux, presque comme du sable très fin. Un modèle d'ombrage qui utilise la rugosité dans le composant diffus serait bien.

3. Textures : Alors que certains sont colorés, la grande majorité des irides dans le monde sont bruns. Vous n'avez pas besoin de trop de variations à l'intérieur de la texture, elle peut être assez uniforme. Rendez-le relativement saturé et n'essayez pas de faire allusion à la géométrie à l'intérieur de la texture en dessinant des zones sombres pour les ombres ou l'occlusion. Ayez une carte normale. Si l'œil est animé, vous devez mélanger au moins deux cartes normales pour la pupille dilatée et non dilatée. Je ne pense pas que vous ayez besoin d'une carte de rugosité, mais en particulier pour les irides bleus, cela pourrait aider.

4. Réfraction et réflexion au niveau de la cornée: la cornée (la couche fluide qui la recouvre) agit comme une lentille. Cela déforme l'image de l'iris vue par la caméra. Sans cela, il n'aura pas l'air réel, surtout lorsque vous regardez l'œil de côté. La chose inhabituelle à propos de l'œil est que, d'un point de vue graphique, l'objet est à l' intérieurla lentille. Il n'y a donc pas d'équation de lentille mince à votre secours. Vous devez réfracter la lumière une fois, à l'interface entre la couche lacrymale et l'air. Les autres interfaces (couche lacrymale à l'extérieur de la cornée, couches et membranes à l'intérieur de la cornée, à l'intérieur de la cornée au fluide de la chambre) ne sont pas pertinentes car les indices de réfraction sont tous très similaires ou les structures sont extrêmement minces. La seule autre structure optiquement importante est la lentille, qui est derrière l'iris et peut être ignorée. La forme de la cornée est critique, car elle déformera tout. Les personnes atteintes de déformations de la cornée comme un kératocône ont des yeux étranges. De plus, toute la scène doit refléter la cornée / le liquide. Nous nous attendons à voir des réflexions de sources lumineuses sur l'iris / pupille.

5. Le limbe : En regardant de face l'œil, il y a un anneau grisâtre autour de l'iris. C'est la partie où la cornée fusionne dans la sclère (le "blanc" de l'œil), passant du transparent au non transparent. Derrière le limbe, anatomiquement, se trouve l'angle irido-cornéen, où l'iris rencontre le reste de l'œil. Cette zone est impossible à voir en raison de la réfraction mentionnée ci-dessus, c'est littéralement un endroit qui n'a jamais vu de lumière. La lumière émise à partir de là subit une réfraction interne totale à l'interface de la cornée, vous ne pouvez pas la regarder de l'extérieur. Ainsi, cela semble très très étrange lorsque la transition de l'iris au reste de l'œil est visible. Vous avez besoin à la fois de la réfraction et de la transition progressive de la cornée à la sclérotique pour réussir cette transition.

6. Diffusion souterraine : vous pourriez éventuellement vous en sortir sans l'iris lui-même car il n'y aura jamais de lumière venant de l'arrière, en particulier avec un iris brun (plus fortement pigmenté -> plus d'atténuation pendant la diffusion). Pour certaines directions légères, cela fera une différence. Et vous en avez besoin sur la peau environnante et la sclérotique de toute façon. Mais ce n'est pas l'effet le plus important.

7. Occlusion ambiante : vous avez besoin d'un bon SSAO (ou GI ) pour faire ressortir la structure fine. Il n'y a presque pas de spéculaire, vous avez donc besoin d'autres indices visuels pour la géométrie. Choisissez une méthode qui utilise vos normales à partir de la carte normale. HBAO fonctionnera bien. Pour le rendu hors ligne, l'IG sera effectuée par le moteur de rendu de votre choix.

8. Éclairage : Il va sans dire que l'utilisation d'une méthode physique. Éclairage basé sur l'image, en particulier pour la réflexion de la cornée. Sous certains angles, la réfraction de la lumière au niveau de la cornée peut également devenir pertinente (uniquement pour les lumières analytiques). Post-traitement (floraison), notamment pour le réflexe cornéen.

La lumière rétrodiffusée de la rétine, bien qu'elle puisse être vue à travers l'iris dans des conditions de visualisation très extrêmes lors de certains examens médicaux, est complètement hors de propos à des fins normales. Fondamentalement, peignez la rétine en noir. Si vous voulez aller aussi loin, vous pouvez ajouter un peu de rouge orangé à la couleur de la rétine chaque fois qu'une forte lumière provient d'une direction très similaire à celle de l'appareil photo et que la pupille est dilatée (comme un flash d'un appareil photo). Mais il ne sera toujours pas assez fort pour briller à travers l'iris, de loin. Le noir est une approximation correcte.

Cette liste semble grande, mais vous avez demandé du photoréalisme;) Elle sera toujours belle si vous ne faites que la moitié facile et fausses le reste.

(Source: je fais de la programmation graphique pour des simulations médicales en mettant l'accent sur l'œil humain)

Matériel:

• Modélisation et rendu anatomiquement précis de l'œil humain (2007)
• Capture des yeux de haute qualité (Disney Research, Siggraph Asia 2014)