Open Shading Language¶

Open Shading Language (OSL) – это программируемая система шейдинга, разработанная для продвинутых движков рендеринга. Она позволяет техническим художникам и разработчикам писать собственный код шейдера с использованием языка сценариев, похожего на „C“.

В Blender’е OSL может использоваться в Cycles для определения пользовательских шейдеров для поверхности, объёма и смещения. Это даёт пользователям полный контроль над поведением затенения, позволяя использовать процедурные эффекты, расширенные модели освещения и пользовательскую материальную логику на основе геометрии, что может быть невозможно с использованием только встроенных шейдерных нод.

В отличие от материалов на основе нод, шейдеры OSL создаются в виде текстовых скриптов с использованием внутреннего текстового редактора Blender’а или загружаются из внешних файлов .osl или .oso. Затем эти скрипты компилируются и используются в редакторе шейдеров через ноду Script.

Совет

OSL особенно полезен для создания процедурных текстур, пользовательских BRDF или реализации исследовательских прототипов. Он также позволяет совместно использовать шейдеры в совместимых приложениях рендеринга, которые поддерживают стандарт OSL.

Использование¶

Чтобы использовать Open Shading Language (OSL) в Blender’е, выполните следующие действия:

Включите OSL рендеринг

В свойствах рендеринга включите Open Shading Language.
Добавьте ноду Script

В редакторе шейдеров добавьте ноду Script, затем в свойствах ноды:
- Установите режим на „Internal“, чтобы использовать текстовый блок данных Blender’а, или
- Установите на „External“, чтобы загрузить файл шейдера с диска (.osl или скомпилированный .oso).
Для „встроенного“ режима, – создайте новый текстовый блок данных в текстовом редакторе, затем напишите или вставьте туда свой код OSL.

Blender автоматически скомпилирует исходный файл OSL. Если исходным файлом является файл .osl, он будет скомпилирован в байт-код .oso. Ошибки компиляции будут отображаться в системной консоли.
Используйте выходы шейдера

После компиляции выходные данные узла будут отражать параметры output, определённые в коде OSL. Эти выходные данные могут быть подключены к любой части нодового дерева материала.

Написание шейдеров¶

Более подробную информацию о написании шейдеров можно найти в «документации OSL».

Вот простой пример:

shader simple_material(
    color Diffuse_Color = color(0.6, 0.8, 0.6),
    float Noise_Factor = 0.5,
    output closure color BSDF = diffuse(N))
{
    color material_color = Diffuse_Color * mix(1.0, noise(P * 10.0), Noise_Factor);
    BSDF = material_color * diffuse(N);
}

Замыкания¶

OSL отличается, например, от RSL или GLSL тем, что не имеет светового цикла. У вас нет доступа к источникам света в сцене, а материалы должны быть построены из замыканий, которые реализованы в самом движке рендеринга. Этот подход более ограничен, однако при этом он позволяет рендереру проводить некоторые оптимизации и гарантировать, что все шейдеры могут быть сэмплированы по важности.

Доступные замыкания в Cycles соответствуют нодам шейдера и их сокетам; более подробную информацию об их функциях и значении параметров см. в разделе руководства по нодам шейдера.

См. также

Документацию по встроенным замыканиям OSL.

BSDF¶

diffuse(N)
oren_nayar(N, roughness)
diffuse_ramp(N, colors[8])
phong_ramp(N, exponent, colors[8])
diffuse_toon(N, size, smooth)
glossy_toon(N, size, smooth)
translucent(N)
reflection(N)
refraction(N, ior)
transparent()
microfacet_ggx(N, roughness)
microfacet_ggx_aniso(N, T, ax, ay)
microfacet_ggx_refraction(N, roughness, ior)
microfacet_beckmann(N, roughness)
microfacet_beckmann_aniso(N, T, ax, ay)
microfacet_beckmann_refraction(N, roughness, ior)
ashikhmin_shirley(N, T, ax, ay)
ashikhmin_velvet(N, roughness)

Волосы (hair)¶

hair_reflection(N, roughnessu, roughnessv, T, offset)
hair_transmission(N, roughnessu, roughnessv, T, offset)
principled_hair(N, absorption, roughness, radial_roughness, coat, offset, IOR)

BSSRDF¶

Используется для моделирования подповерхностного рассеивания.

bssrdf(method, N, radius, albedo)¶

Параметры:

method (string) – Метод рендеринга для имитации подповерхностного рассеивания. - burley: Приближение к физически обоснованному объёмному рассеиванию. Этот метод менее точен, чем random_walk, однако в некоторых ситуациях этот метод позволяет устранять шум быстрее. - random_walk_skin: Обеспечивает точные результаты для тонких и изогнутых объектов. Random Walk использует истинное объёмное рассеивание внутри меша, что означает, что он лучше всего подходит для закрытых мешей. Перекрывающиеся грани и отверстия в меше могут вызвать проблемы. - random_walk: Ведёт себя аналогично random_walk_skin, но модулирует Radius на основе Color, Anisotropy и IOR. Таким образом, этот метод пытается сохранить бо́льшую детализацию поверхности и цвета, чем random_walk_skin.
N (vector) – Вектор нормали затеняемой точки поверхности.
radius (vector) – Среднее расстояние, на которое рассеивается свет под поверхностью. Более высокий радиус даёт более мягкий вид, поскольку свет просачивается в тени и сквозь объект. Расстояние рассеивания указывается отдельно для каждого из каналов RGB, чтобы визуализировать такие материалы, как кожа, где красный свет рассеивается глубже. Значения X, Y и Z сопоставляются со значениями R, G и B соответственно.
albedo (color) – Цвет поверхности, или, говоря языком физики, вероятность (для каждой длины волны) того, что свет отразится от поверхности.

Объём* (volume)¶

henyey_greenstein(g)
absorption()

Другое (other)¶

emission()
ambient_occlusion()
holdout()
background()

Атрибуты (attributes)¶

Атрибуты геометрии можно считывать через функцию getattribute(). Сюда входят UV-карты, атрибуты цвета и любые атрибуты, выводимые из нод геометрии.

Следующие встроенные атрибуты также доступны через getattribute().

geom:generated: Автоматически сгенерированные координаты текстуры из недеформированного меша.
geom:uv: UV-развёртка рендеринга «по умолчанию».
geom:tangent: Касательный вектор «по умолчанию» вдоль поверхности в пространстве объектов.
geom:undisplaced: Положение до смещения в пространстве объектов.
geom:dupli_generated: Для экземпляров – сгенерированные координаты из дублирующего объекта.
geom:dupli_uv: Для экземпляров – UV-координаты из дублирующего объекта.
geom:trianglevertices: Три координаты вершин треугольника.
geom:numpolyvertices: Количество вершим в многоугольнике (на текущий момент всегда возвращает три вершины).
geom:polyvertices: Массив с координатами вершин многоугольника (на текущий момент в массиве всегда три вершины).
geom:name: Имя объекта.
geom:is_smooth: Является ли поверхность меша с гладким или плоским шейдингом.
geom:is_curve: Является ли объект «кривой» или нет.
geom:curve_intercept: Координата 0..1 для точки вдоль кривой, от корня до кончика.
geom:curve_thickness: Толщина кривой в пространстве объектов.
geom:curve_length: Длина кривой в пространстве объектов.
geom:curve_tangent_normal: Касательная нормали пряди.
geom:is_point: Находится ли точка в облаке точек или нет.
geom:point_radius: Радиус точки в облаке точек.
geom:point_position: Центральное положение точки в облаке точек.
geom:point_random: Случайное число, разное для каждой точки в облаке точек.
path:ray_length: Расстояние, пройденное лучом с момента последнего попадания в препятствие.
object:random: Случайное число, разное для экземпляров объекта.
object:index: Уникальный индекс экземпляра объекта.
object:location: Местоположение объекта.
material:index: Уникальный индекс материала.
particle:index: Уникальный номер экземпляра частицы.
particle:age: Возраст частицы в кадрах.
particle:lifetime: Общее время жизни частицы в кадрах.
particle:location: Местоположение частицы.
particle:size: Размер частицы.
particle:velocity: Скорость частицы.
particle:angular_velocity: Угловая скорость частицы.

Трассировка¶

Только CPU

Мы поддерживаем функцию trace(point pos, vector dir, ...) для трассировки лучей из шейдеров OSL. Параметр «shade» на текущий момент не поддерживается, но атрибуты объекта, с которым произошло столкновение луча, могут быть получены через функцию getmessage("trace", ..). Подробности по использованию этого механизма смотрите в спецификации OSL.

Эта функция не может использоваться вместо освещения; основная её цель – позволить шейдерам «щупать» ближайшую геометрию, например, чтобы применить проецируемую текстуру, которая может быть заблокирована геометрией, сделать открытую геометрию более «изношенной» или применить ещё какие-нибудь эффекты, подобные Ambient Occlusion.

Метаданные (metadata)¶

Metadata on parameters controls how they are displayed in the user interface. The following metadata entries are supported:

[[ string label = "My Label" ]]: Custom display name of the parameter in the user interface.
[[ string widget = "null" ]]: Hides the parameter from the user interface.
[[ string widget = "boolean" ]] or [[ string widget = "checkbox" ]]: Displays an integer parameter as a boolean checkbox.
[[ string widget = "filename" ]]: Displays the parameter as a file path selector.
[[ string widget = "mapper", string options = "left:0|right:1" ]]: Displays an integer parameter as an enumerated menu. The options string defines a list of label-value pairs separated by |.
[[ string vecsemantics = "POINT" ]]: Marks a vector parameter as a translation input (position vector).
[[ string vecsemantics = "NORMAL" ]]: Marks a vector parameter as a normal input (direction vector).
[[ string unit = "radians" ]]: Marks a float parameter as an angle input, displayed in radians.
[[ string unit = "m" ]]: Marks a float parameter as a distance input, displayed in meters.
[[ string unit = "mm" ]]: Marks a float parameter as a distance input, displayed in millimeters.
[[ string unit = "s" ]] or [[ string unit = "sec" ]]: Marks a float parameter as a time input, displayed in seconds.

Ограничения¶

Важно

OSL не поддерживается при рендеринге на GPU, если не используется бэкэнд OptiX.

Некоторые функции OSL недоступны при использовании бэкэнда OptiX. Примеры включают:

Снижение использования памяти, обеспечиваемое такими функциями, как загрузка текстур по запросу и
mip-текстурирование, – недоступно.
Для поиска текстур, – OSL необходимо иметь возможность определять постоянный путь к файлу изображения для каждого
вызова текстуры.
Некоторые функции шума недоступны. Например, Cell, Simplex и Gabor.
Функция трассировки не работает. В результате этого не работают ноды Ambient Occlusion и Bevel.