开放式着色语言

开放式着色语言 (OSL) 是一种可编程着色系统，专为高级渲染引擎开发。它允许技术艺术家和开发人员使用类似 C 语言的脚本语言编写自定义着色器代码。

在 Blender 中，OSL 可在 Cycles 中用于定义自定义表面、体积和置换着色器。这样，用户就可以完全控制着色行为，实现程序化效果、高级照明模型和基于几何的自定义材质逻辑，而仅使用内置着色器节点可能无法实现这些效果。

与基于节点的材质不同，OSL 着色器通过 Blender 内部文本编辑器以脚本形式编写，或从外部 .osl 或 .oso 文件加载。这些脚本经编译后，可通过脚本节点在着色器编辑器中使用。

Tip

OSL 对于生成程序纹理、自定义 BRDF 或实现研究原型特别有用。它还允许在支持 OSL 标准的兼容渲染应用程序之间共享着色器。

用法

要在 Blender 中使用开放式着色语言（OSL），请按照以下步骤操作：

  1. 启用 OSL 渲染

    在 渲染属性 中启用开放式着色语言。

  2. 添加一个脚本节点

    在着色器编辑器中添加脚本节点，然后在节点的属性中：

    • 将 模式 设为 内置，以使用 Blender 文本数据块，或者

    • 将其设置为 外部，可从磁盘加载着色器文件（.osl 或编译后的 .oso）。

    对于内置模式，请在文本编辑器中新建一个文本数据块，然后在其中编写或粘贴 OSL 代码。

    Blender 会自动编译 OSL 源文件。如果源文件是 .osl，则会编译成 .oso 字节码。编译错误将显示在系统控制台中。

  3. 使用着色器输出

    编译后，节点的输出将反映 OSL 代码中定义的 output 参数。这些输出可以连接到材质节点树的任何部分。

着色器写入

有关如何编写着色器的更多详情，可参阅 OSL 文档。

这是一个简单的示例：

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);
}

闭包

OSL 不同于 RSL 或 GLSL 等，它没有光回路。场景中没有入射光源，而且必须由在渲染引擎本身的闭包中构建。这么一来限制挺多的，但这也使渲染引擎能够进行优化，并确保所有的着色器都能被取样。

在 Cycles 中可用的闭包对应于着色器节点和接口；有关它们的作用和参数含义的详细信息，请参阅着色器节点手册。

See also

关于 OSL 内建闭包的文档。

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)

毛发

  • 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

用于模拟次表面散射。

bssrdf(method, N, radius, albedo)
参数:

  • method (string) --

    模拟次表面散射的渲染方式。

    • burley：基于物理的体积散射的近似值。此方法不如 random_walk 准确，但是，在某些情况下，此方法将更快地解决噪声。

    • random_walk_skin：为薄而弯曲的物体提供准确的结果。随机游走在网格内使用真正的体积散射，这意味着它最适合封闭网格。网格中的重叠面和孔可能会导致问题。

    • random_walk：其行为与 random_walk_skin 类似，但会根据 颜色、各向异性 和 折射率 来调节 半径。因此，该方法试图比 random_walk_skin 保留更多的表面细节和颜色。

  • N (vector) -- 着色表面点的法向量。

  • radius (vector) -- 光散射到表面下方的平均距离。较高的半径可以使外观更柔和，因为光线会流入阴影区域并穿过物体。散射距离是针对 RGB 通道单独指定的，对于具有较强红光散射的皮肤材质，渲染效果较佳。X、Y 和 Z 的数值会分别映射到 R、G 和 B 的值。

  • albedo (color) -- 物体表面的颜色，从物理学角度讲，既光线中的不同波长被反射的概率。

体积/音量

  • henyey_greenstein(g)

  • absorption()

其他

  • emission()

  • ambient_occlusion()

  • holdout()

  • background()

属性

可以通过 getattribute() 函数读取几何体属性。这包括 UV 贴图、颜色属性以及几何体节点输出的任何属性。

以下内置属性也可通过 getattribute() 获取。

geom:generated

自动生成的纹理坐标，来自于未变形的网格。

geom:uv

默认渲染UV贴图。

geom:tangent

在物体空间中，沿表面的默认切向矢量。

geom:undisplaced

在物体空间中置换前的位置。

geom:dupli_generated

对于实例，从instancer对象中生成坐标。

geom:dupli_uv

对于实例来说，UV坐标来自于instancer对象。

geom:trianglevertices

三角形的三个顶点坐标。

geom:numpolyvertices

多边形的顶点数（通常返回值是3）。

geom:polyvertices

多边形的顶点坐标阵列（通常返回值是3）。

geom:name

物件名称。

geom:is_smooth

网格面平滑或平直与否。

geom:is_curve

物件是否为曲线。

geom:curve_intercept

0..1 坐标，表示曲线上的点，从根部到尖端。

geom:curve_thickness

物体空间中曲线的厚度。

geom:curve_length

物体空间中曲线的长度。

geom:curve_tangent_normal

线股的切向法线。

geom:is_point

点是否为点云。

geom:point_radius

点云中点的半径。

geom:point_position

点云中点的中心位置。

geom:point_random

随机数，点云中的每个点都不同。

path:ray_length

光线到达距离。

object:random

随机数，对每个对象实例都不同。

object:index

物体唯一实例编号。

object:location

物体位置。

material:index

材质的唯一编号号。

particle:index

粒子的唯一实例编号。

particle:age

粒子帧寿命。

particle:lifetime

粒子在帧的总寿命。

particle:location

粒子的位置。

particle:size

粒子的尺寸。

particle:velocity

粒子的速度。

particle:angular_velocity

粒子的角速度。

跟踪

仅限 CPU

我们支持 trace(point pos, vector dir, ...) 函数，用于从 OSL 着色器追踪光线。目前不支持 "shade" 参数，但可以通过 getmessage(“trace”, ..) 函数从被击中的对象中获取属性。有关使用方法的详细信息，请参阅 OSL 规范。

这个功能不能代替照明；其主要目的是使着色器能够 "探测" 附近的几何形状，例如，应用可以被几何形状阻挡的投影纹理，应用更多的 "磨损" 来暴露几何图形，或者使其他环境遮蔽效果类似。

元数据

参数的元数据控制其在用户界面中的显示方式。支持以下元数据条目：

[[ string label = "My Label" ]]

参数在用户界面中的自定义显示名称。

[[ string widget = "null" ]]

Hides the parameter from the user interface.

[[ string widget = "boolean" ]] 或 [[ string widget = "checkbox" ]]

将整数参数显示为布尔复选框。

[[ string widget = "filename" ]]

将参数显示为文件路径选择器。

[[ string widget = "mapper", string options = "left:0|right:1" ]]

将整数参数显示为枚举菜单。options 字符串定义了一组以 | 分隔的标签-值对列表。

[[ string vecsemantics = "POINT" ]]

将矢量参数标记为平移输入（位置矢量）。

[[ string vecsemantics = "NORMAL" ]]

将矢量参数标记为法线输入（方向矢量）。

[[ string unit = "radians" ]]

将浮点参数标记为角度输入，以弧度显示。

[[ string unit = "m" ]]

将浮点参数标记为距离输入，以米显示。

[[ string unit = "mm" ]]

将浮点参数标记为距离输入，以毫米显示。

[[ string unit = "s" ]] 或 [[ string unit = "sec" ]]

将浮点参数标记为时间输入，以秒显示。

局限

Important

OSL 不支持 GPU 渲染，除非使用 OptiX 后端。

使用 OptiX 后端时，某些 OSL 功能不可用。例如：

  • 纹理查找需要 OSL 能够为每次纹理调用确定一个恒定的

    图像文件路径。

  • 某些噪声函数不可用。例如 Cell、Simplex 和 Gabor．

  • trace 函数不起作用。受此影响，环境遮蔽和倒角节点均无法正常工作。