Comment la diffusion multiple de Smith interagit-elle avec la diffusion diffuse souterraine?


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Les BSDF à micro-facettes à diffusion multiple avec le papier du modèle Smith décrivent un modèle statistique pour remplacer les fonctions de masquage-ombrage dans les BSDF à micro-facettes (qui représentent les chemins avec plus d'une intersection de surface en définissant leur contribution à 0) avec une distribution qui peut être tracée et permet au rayon a d'intersecter plusieurs fois la surface d'un microfacet avant de sortir.

Ils le font en modifiant un modèle volumétrique (microflake) pour se comporter comme un champ de hauteur: pour ne jamais entrer en collision avec quoi que ce soit "au-dessus" de la surface et pour toujours entrer en collision avec quoi que ce soit "en dessous" de la surface.

Microsurface vs volume de microflakes modifié

Le résultat, en utilisant le libellé de leurs diapositives, est que "le rayon ne peut jamais traverser le volume de Smith; le modèle crée une interface semblable à une surface opaque".

Ce modèle est-il compatible avec la diffusion diffuse souterraine traditionnelle, où un chemin peut parcourir une distance perceptible (macro-échelle) à travers une surface avant de sortir? Ou s'agit-il simplement d'un BSDF spéculaire sans intention de modéliser de longs trajets internes à une surface, à combiner avec un BSDF diffus qui ajoute ce composant?

(Le modèle microflake du rendu volumétrique sépare-t-il normalement le diffus et le spéculaire, ou est-il "diffus" simplement un chemin qui rebondit tellement de fois que la direction sortante est uniformément distribuée?)

Réponses:


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Le but du modèle de Heitz et al. Est à peu près l'opposé de la diffusion souterraine: ils ne considèrent que la diffusion en surface, c'est-à-dire que le rayon ne peut jamais pénétrer dans le matériau.

Parce que les microfacets sont de nature statistique, ils peuvent reformuler leur problème de telle manière qu'il peut être résolu par des microflakes, ce qui leur permet de calculer des propriétés telles que le libre parcours moyen pour dériver une procédure d'échantillonnage de champ de hauteur. Cependant, même s'ils utilisent la théorie des microflakes, ils résolvent toujours le même problème de diffusion multiple sur les microfacets, et leur résultat est toujours un BSDF, pas un modèle de diffusion souterrain.

Puisqu'il s'agit d'un BSDF, le chemin sort au même endroit qu'il a touché la surface. Ceci est également mentionné dans l'introduction:

Notez que notre processus de diffusion de volume modélise l'interaction avec une surface, mais son application dans le rendu est virtuelle en ce sens qu'aucun déplacement ne se produit, c'est-à-dire que l'emplacement incident et exitant est le même et que la radiométrie plane-parallèle résultante produit un BSDF.

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