Principled Hair BSDF(プリンシプルヘアーBSDF)
Hair (ヘアー) BSDF
The Principled Hair BSDF is a physically-based, easy-to-use shader for rendering hair and fur.
ちなみに
リアルな髪の毛は、各毛束間で最小限の差異を持つ必要があります。シェーダーは、 Random Color と Random Roughness の 2つの値を指定することでこれを可能にし、指定されたMelanin / Roughness値を範囲に再マッピングします。
入力
- Color(カラー)
毛束のRGBカラー。 Direct coloring (ダイレクトカラーリング)でのみ使用されます。
- Melanin (メラニン)
色素の絶対量。範囲
は に相当。ヒント
これは、基になる指数関数へのリニアマッピングです。
- Melanin Redness (メラニンの赤成分)
フェオメラニンとユーメラニンの比率。範囲
は に相当。- Tint (チント)
メラニン色素をつけた後、髪を染めるのに使う色。ランダム化の対象ではありません。色を白に設定することで無効化します。
ヒント
これは上記のカラーマッピングで変換され、メラニン濃度の吸収係数に追加されます。
- Absorption Coefficient (吸収係数)
吸収係数
。- Roughness
髪の毛の軸方向において、輝きをどの程度滑らかにするかを指定します。値が小さすぎると、髪が滑らかで、金属に見えるようになり、輝きが Fireflies のように見えます。設定が高すぎると、ランバート風の外観になります。
- Radial Roughness (天使の輪の粗さ)
Specify how much the glints are smoothed in the direction of the hair tangent. Too low values will concentrate the glint; while setting it too high will spread the light across the width of the strand.
ヒント
数学的には、このパラメーターはロジスティック分布のスケール係数
にマッピングされます。( [CBTB16] のセクション 4.1)。
- Coat (コート)
最初の光のバウンス(ディフューズ)についてのみ、粗さを所定の係数まで下げることにより、光沢のある毛皮のコートをシミュレートします。元の粗さの
の範囲の換算に相当します。- IOR
レイが方向を変える量を定義する屈折率( IOR )。1.0では、レイは透明なマテリアルのように直進します。値が大きいほど屈折が大きくなります。デフォルト値は
。- Offset(オフセット)
毛幹に対する毛のキューティクルの鱗の角度を大きくすることにより、髪の輝きを傾けます。通常、人間の髪の毛の値は低い値です。
- Random Color (ランダムカラー)
各毛束について、メラニン濃度を
において変化させます。 の範囲は初期メラニン濃度の に相当します。ヒント
メラニン濃度は次のように
によって乗算されます。 .- Random Roughness (ランダムな粗さ)
各毛束について、両方の粗さを
において変化させます。 の範囲は初期粗さ値の に相当します。ヒント
適用される数式は、 Random Color と同じです。
- Random(ランダム)
乱数ソース。ここにノードが接続されていない場合、ノードは
から取得した値で自動的にインスタンス化されます。
Properties(プロパティ)
- Color Parametrization (色のパラメータ化)
シェーダーは、髪束に色を付ける3つの異なる方法、つまりパラメーター化を提供します。
- Direct Coloring (ダイレクトカラーリング )
目的のRGBカラーを選択すると、シェーダーが必要な absorption coefficient (吸収係数:下記) を概算します。
- Melanin Concentration (メラニン濃度)
このモードは、髪と毛皮における、ユーメラニン(茶色がかった黒髪に多く見られる)、フェオメラニン(赤髪)に見られる色素量と比率として色を定義します 。量は Melanin 入力で指定され、それらの間の比率は Melanin Redness で指定されます。濃度を上げると髪が暗くなります(以下は Melanin Redness が
の場合です)白 (Melanin
)ブロンド (Melanin
)赤 (Melanin
)茶 (Melanin
)黒 (Melanin
)
さらに、 Tint 入力により、髪を希望の色に染めることができます。
- Absorption Coefficient (吸収係数)
減衰係数
を指定します。 Beer-Lambert law によって適用されます。このモードは、主に文献からの係数を変換せずに使用したいテクニカルユーザーを対象としています。
出力
- BSDF
標準シェーダー出力。
参考文献
このシェーダーは、ディズニー映画 "ズートピア" ® で使用された、Chiang et alによる論文の実装です。[CBTB16]
- CBTB16(1,2,3)
Chiang, M. J. , Bitterli, B. , Tappan, C. and 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. and Aubry, J. (2011), An Energy‐Conserving Hair Reflectance Model. Computer Graphics Forum, 30: 1181-1187. doi:10.1111/j.1467-8659.2011.01976.x