BSDF Pelo Principista

sólo en Cycles

El sombreador :abbr:`BSDF (Bidirectional Scattering Distribution Function o Función de distribución de dispersión bidireccional)` Pelo Principista es un sombreador basado en leyes físicas, fácil de usar para reproducir cabello y pelaje.

Truco

El pelo realista debe tener un mínimo de variación entre cada hebra. El sombreador permite esto mediante la especificación de dos valores, Color aleatorio y Rugosidad aleatoria, que reasigna los valores especificados de Melanina/Rugosidad al rango \(Color/Rugosidad \pm \%aleatorización\).

Entradas

Color

El color RVA de las hebras. Sólo usado en el modo Definir color directamente.

Consejo

El color elegido se convertirá en un coeficiente de absorción mediante la siguiente fórmula (sección 4.2 de [CBTB16]):

\[\sigma_{a} = \frac{\ln(Color)} {\left(5.969 - 0.215\beta_{N} + 2.532\beta_{N}^{2} - 10.73\beta_{N}^{3} + 5.574\beta_{N}^{4} + 0.245\beta_{N}^{5}\right)^{2}}\]

donde \(\beta_{N}\) es la Rugosidad radial del cabello después de aplicar la aleatorización (si se especificara).

Teñido de cabello usando la parametrización de coloración Directa (los números arriba son los valores RVA)

Melanina

Cantidad absoluta de pigmento. Rango \([0, 1]\) equivalente a \([0\%, 100\%]\).

Consejo

Se trata de un mapeo lineal a la función exponencial subyacente:

\[cantidad\_de\_melanina = -\ln(\max(1.0 - Melanina, 0.0001))\]

Melanina.

Enrojecimiento

Relación de feomelanina sobre eumelanina. Rango \([0, 1]\) equivalente a \([0\%, 100\%]\).

Consejo

The ratio formula is: \(eumelanin = Melanin*(1.0-MelaninRedness)\), \(pheomelanin = Melanin*MelaninRedness\).

Las cantidades resultantes serán convertidas (tras la aleatorización, si se hubiera especificado) a concentración de absorción a través de la siguiente fórmula (sección 6.1 de [EFHLA11], ajustada para el rango \([0, 1]\)):

\[\begin{split}\sigma_{a} = eumelanin * \left[\begin{matrix} 0.506 \\ 0.841 \\ 1.653 \\ \end{matrix}\right] + pheomelanin * \left[\begin{matrix} 0.343 \\ 0.733 \\ 1.924 \\ \end{matrix}\right]\end{split}\]

Enrojecimiento de la melanina.

Tinte

Color usado para teñir el pelo tras aplicar el pigmento de melanina. No está sujeto a aleatorización. Puede deshabilitarse estableciendo el color a blanco.

Consejo

Esto será convertido mediante el Mapeo de color de arriba y agregado al coeficiente de absorción de la concentración de melanina.

Tinte, usando Melanina 0.1 y los correspondientes valores RVA.

Coeficiente de absorción

Coeficiente de absorción \(\sigma\).

Rugosidad

Especifica cuánto se suavizarán los destellos en la dirección de la hebra de pelo. Valores demasiado bajos suavizarán el pelo hasta el punto de que parezca casi metálico, haciendo que los destellos parezcan Fireflies (luciérnagas); mientras que dándole valores demasiado altos resultará en una apariencia de tipo Lambert.

Rugosidad.

Rugosidad radial

Especifica cuánto se suavizarán los brillos en la dirección de la tangente del pelo. Valores demasiado bajos concentrarán el destello; mientras que dándole valores demasiado altos esparcirá la luz por toda la anchura de la hebra.

Consejo

Matemáticamente, este parámetro es mapeado al factor de escala de la distribución logística \(s\) (section 4.1 of [CBTB16]).

Rugosidad radial.

Barniz

Simula una capa de pelaje brilloso, mediante la reducción de la Rugosidad hasta el factor indicado, sólo para el primer rebote de luz (difusa). El rango \([0, 1]\) es equivalente a una reducción de \([0\%, 100\%]\) de la Rugosidad original.

Barniz.

IR

Índice de refracción (IR) que define cuánto cambiarán de dirección los rayos. En 1.0 los rayos pasan a través, como en un material transparente; valores superiores producirán una mayor refracción. El valor predefinido es \(1.55\).

Desplazamiento

Inclina el brillo especular del pelo incrementando el ángulo de las escamas de la cutícula del pelo con respecto a la hebra de pelo. El pelo humano tiene normalmente valores bajos.

Color aleatorio

Para cada hebra, varía la concentración de melanina según el \(Factor\_de\_aleatoriedad\). El rango \([0, 1]\) es equivalente al \([0\%, 100\%]\) de la concentración inicial de melanina.

Consejo

The melanin concentration is multiplied by \(randomFactor\), where \(randomFactor = 1.0 + 2.0*(Random - 0.5) * RandomColor\).

Color aleatorio.

Rugosidad aleatoria

Para cada hebra, variará ambos valores de Rugosidad en un valor igual al \(Factor\_de\_rugosidad\). El rango \([0, 1]\) es equivalente al \([0\%, 100\%]\) de los valores iniciales de rugosidad.

Consejo

La fórmula aplicada será la misma que en Color aleatorio.

Rugosidad aleatoria.

Aleatorio

Fuente de los números aleatorios. Si no hubiera ningún nodo conectado aquí, se instanciará automáticamente con el valor obtenido de Información de pelo ‣ Aleatorio.

Propiedades

Parametrización del color

El sombreador proporciona tres formas (o parametrizaciones) diferentes de colorear las hebras del pelo.

Definir color directamente

Es posible elegir el color RVA deseado y el sombreador calculará el coeficiente de absorción aproximado necesario (mas abajo).

Concentración de melanina

Este modo define el color como la cantidad y proporción de los pigmentos que se encuentran comúnmente en el pelo o el pelaje, eumelanina (predominante en el pelo marrón o negro) y feomelanina (pelo rojo). La cantidad se especifica en la opción Melanina y la relación entre ellas en la opción Enrojecimiento. Incrementar las concentraciones oscurecerá el pelo (los siguientes son con un Enrojecimiento de \(1\)):

• Blanco (melanina \(0\))

• Rubio (melanina \(0.25\))

• Pelirrojo (melanina \(0.5\))

• Castaño (melanina \(0.75\))

• Negro (melanina \(1\))

Además, las entradas Tint permiten teñir el cabello con el color deseado.

Coeficiente de absorción

Especifica el coeficiente de atenuación \(\sigma_{a}\), según lo aplicado por la Ley de Beer-Lambert. Este modo está destinado principalmente a usuarios técnicos que desean utilizar coeficientes de la literatura sin ningún tipo de conversión.

Salidas

BSDF

Salida estándar de sombreador.

Referencias

This shader is an implementation of the paper by Chiang et al. [CBTB16], which was used in the Disney film, «Zootopia»^®.

CBTB16(1,2,3)

Chiang, M. J. , Bitterli, B. , Tappan, C. y Burley, B. (2016), A Practical and Controllable Hair and Fur Model for Production Path Tracing. Computer Graphics Forum, 35: 275-283. doi:10.1111/cgf.12830

EFHLA11

d’Eon, E. , Francois, G. , Hill, M. , Letteri, J. y Aubry, J. (2011), An Energy‐Conserving Hair Reflectance Model. Computer Graphics Forum, 30: 1181-1187. doi:10.1111/j.1467-8659.2011.01976.x