人的皮膚之所以看上去比較柔和自然，主要是由于各層皮膚對光線的散射，通過實驗測試表明，光線接觸到皮膚時，有大約96%被皮膚各層散射了，只有大約4%被反射。下面就是光線經過皮膚散射和反射的示意圖（摘錄自Gary J. Katz的"Skin Rendering"）：

這種皮膚各層對光的散射就是次表面散射效果（SubSurface Scattering），簡稱3S效果。這種效果的一種計算模型是Jensen的BSSRDF模型。BSSRDF中計算Rd的方程如下：

次表面散射分為2種：Single Scattering和Multiple Scattering，因為皮膚散射是以Multiple Scattering為主，所以這里我只計算皮膚的Multiple Scattering效果。我這里采用的方法是Carsten Dachsbacher和Marc Stamminger的論文"Translucent Shadow Maps"中描述的方法，就是以光源為視點來計算得到Irradiance Map, Depth Map和Normal Map，分別用來存儲Incoming Irradiance , Depth和Normal（以光源為視點）。這里比較關鍵的是如何從Camera Space轉換到Light Space，竊以為Paul's Project的關于空間轉換的示意圖很是經典，清晰明了，讓人一看即明白，現摘錄如下：


我這里使用OpenGL+GLSL來實現Translucent Shadow Maps，首先用FBO來渲染3張Texture：Irradiance Map, Depth Map和Normal Map，然后通過獲取每個Fragment的Irradiance, Depth和Normal，根據上面所講的公式來計算Rd，然后通過hierarchical filtering（通過MipMaps）來模擬Multiple Scattering，這里采用的是"Translucent Shadow Maps"論文中的21采樣點過濾法，如下圖所示：

最后的實現效果截圖如下：



上圖左邊的3張圖分別是：Depth Map, Irradiance Map和Normal Map（以光源為視點）。

下一步工作：

1。優化，提高效率；
2。支持紋理貼圖；
3。支持動畫。

歡迎廣大同好交流、批評和指正，any comment will be welcomed!

轉載于:https://www.cnblogs.com/skyman/archive/2008/04/21/skinrender.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的皮肤的实时3S渲染（OpenGL + GLSL）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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