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¶
Comunes¶
- 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
La fórmula de la relación es : \(eumelanina = Melanina × (1.0 - Enrojecimiento)\), \(feomelanina = Melanina × Enrojecimiento\).
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 \([0, 1]\)):
\[\begin{split}\sigma_{a} = eumelanina × \left[\begin{matrix} 0.506 \\ 0.841 \\ 1.653 \\ \end{matrix}\right] + feomelanina × \left[\begin{matrix} 0.343 \\ 0.733 \\ 1.924 \\ \end{matrix}\right]\end{split}\]
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 \(\sigma\).
- 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
La concentración de melanina será multiplicada por el \(factor\_de\_aleatoriedad\), donde \(factor\_de\_aleatoriedad = 1.0 + 2.0 × (Aleatorio - 0.5) × Color\_aleatorio\).
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 .
Modelo Chiang¶
El modelo Chiang está basado en una distribución Gaussiana con rugosidades separadas en los sentidos longitudinal y ortogonal al pelo.
- 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 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.¶
Modelo Huang¶
El modelo Huang está basado en la reflexión y transmisión de micro facetas y soporta hebras de pelo con una forma elíptica.
- Proporción
La proporción del eje menor con respecto al mayor de una sección transversal elíptica. Los valores recomendados estarán en el rango de 0.8 a 1 para pelo asiático, de 0.65 a 0.9 para caucásico, de 0.5 a 0.65 para africano. El eje mayor estará alineado a la normal de la curva, que podrá ser creada mediante nodos de geometría, pero no estará soportado en el pelo antiguo basado en partículas.
- Rugosidad
Rugosidad de las micro facetas para reflexión y transmisión.
- Reflexión
Factor opcional para modular el primer rebote de luz desde la superficie del pelo. El color de este componente siempre será blanco. Mantener este valor en 1.0 para que el sombreador se comporte de una forma físicamente correcta.
- Transmisión
Factor opcional para modular el componente de transmisión. Tomará el color del pigmento en el interior del pelo. Mantener este valor en 1.0 para que el sombreador se comporte de una forma físicamente correcta.
- Reflectividad secundaria
Factor opcional para modular el componente que será transmitido hacia dentro del pelo, reflejado hacia el lado trasero del pelo y luego transmitido hacia afuera del mismo. El componente estará orientado aproximadamente en la dirección de incidencia y tomará el color del pigmento dentro del pelo. Mantener este valor en 1.0 para que el sombreador se comporte de una forma físicamente correcta.
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¶
Este sombreador es una implementación de los documentos de Chiang y otros [CBTB16] y Huang y otros [HHH22].
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
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
Huang W., Hullin M.B. Hanika J. (2022), A Microfacet-based Hair Scattering Model. Computer Graphics Forum, 41: 79-91. doi:10.1111/cgf.14588