毛发渲染 ———— Real-Time Fur over Arbitrary Surfaces部分翻译

最新推荐文章于 2025-07-02 14:03:10 发布

原创

最新推荐文章于 2025-07-02 14:03:10 发布 · 1.8k 阅读

2 ·

CC 4.0 BY-SA版权

本文介绍了针对实时毛发渲染的改进技术，结合lapped texture与Shell方法，解决了传统方法中对全局参数的依赖、纹理内存过大以及轮廓处的视觉效果问题。通过垂直渲染fins来改善轮廓附近的毛发表现，并提供了对毛发方向、长度和颜色的全局或局部控制。预处理阶段包括几何预处理（计算lapped texture小面片参数）和纹理预处理（建立毛发表面的几何模型并采样到纹理中）。在实时渲染时，通过渲染偏移的shell和垂直表面的fins，实现高质量的毛发渲染效果。

请原谅我搓搓的英语翻译水平0.0(仅作参考)
http://research.microsoft.com/en-us/um/people/hoppe/fur.pdf

前人的研究：主要是使用Shell方法@@
缺点：
1、需要surface的全局参数，但是并不是所有surface都具备这一特性（比如一些特定的表面。没有事先切分成片和分开渲染他们）
2、需要大量的纹理内存，每个shell需要不同纹理覆盖整个表面，而且纹理要足够大区解决单独的头发
3、Shell方法只有在实现方向大致垂直于surface时，才对体积纹理提供了一种有效的近似。轮廓附近的地方（shell在掠视角（grazing angles）内被观察），头发将过于透明，而且在不同shell之间，会很明显

改算法对这些的改进：
1、——使用lapped texture（解决问题1,2）：
Lapped textures可以通过将重复（wrap mode？）粘贴小块面（Small patches of example texture）覆盖特定的拓扑结构。因此我们只需要单独patch的局部参数，而不是全局参数。而且大量小块面他们共用一张贴图，所以可以解决纹理内存过大的问题。
2、对于轮廓问题：（这里的轮廓指的是刚好与视线垂直的表面）
这其实并不是Shell方法才具备的问题。在交互设置时，设计师为了保证高帧率，他们会采用低模。Detailed Texture有助于美化这些粗糙的模型，除了在轮廓那些切线不连续的地方，那些地方视觉效果将下降。而在毛发渲染的时候，轮廓的视觉效果在感知上扮演着十分重要的角色。对于这种情况，人工的多边形可以采用更高的分辨率来缓解，或者使用Sander的方法–clipping到一个高分辨率的2D轮廓。
为了解决这个问题，我们引入了一个方案：垂直渲染fins到轮廓表面的地方。fins纹理使用跟Shell 纹理同样体积的模型来模拟毛发，但是他们将会在不同方向（更加适合倾斜视角的方向）进行采