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标准表面材质

Octane 提供了一个符合 Autodesk Standard Surface 规范的
标准表面材质
节点(最初为 Arnold 渲染器开发)。类似于 Octane 的通用材质,标准表面材质也是一种
“超级”
表面着色器。两者主要区别在于 Autodesk 标准表面规范采用了分层混合模型,BSDF 层的排列方式与通用材质不同,同时
Octane 通用材质
提供了更为复杂的金属着色选项。

#### 分层混合模型

分层考虑了彼此堆叠的不同材质,混合确定了这些层如何或是否混合在一起。层堆栈具有从不透明到透明的底部,半透明介电层从底部构建到顶部,其混合由多种因素决定。每一层的吸收由堆栈中每一层的特性决定(可以表示木材、金属、玻璃、皮肤等)。每一层的边界根据层所代表的内容反射或吸收。光线在层之间反射;任何未反射的光线都会向下传输到下一层,在其相应的介质内部被吸收(根据规范,如
此处 定义)。由于每一层混合都是线性的,混合操作保持能量守恒。

标准表面材质是一种 BSDF 材质,代表
双向散射分布函数,描述给定表面在给定点和方向上的光散射特性(考虑发射分量和次表面散射分布)。材质将收集整个材质内部发生的光散射,这导致材质本身的最顶层散射。

由于各个材质层闭合的不同实现,Octane 中的标准表面材质节点可能与 Arnold 中的渲染略有不同,但输入的行为尽可能匹配。

标准表面组件

除了分层混合模型外,我们已更新各个层的实现以支持标准表面规范:

    - Oren Nayar BRDF

    - 纹理化各向异性

    - 镜面边界 SSS 层

    - 漫反射边界 SSS 层

    - 材质输入的重新参数化









#### Oren Nayar 漫反射 BRDF

Octane 2022.1 按照标准表面规范的建议为基础漫反射层实现了新的漫反射 BRDF,允许像默认 Octane 漫反射模型一样变化漫反射粗糙度,请参见下图了解更改粗糙度对 Oren Nayar
漫反射模型的影响。

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#### 镜面层和涂层层的纹理化各向异性

各向异性反射通道现在可以进行纹理化,允许您在纹理空间的切线/副切线方向上指定空间变化的各向异性,同时仍然保留旋转,允许您同时旋转各向异性反射。

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#### 色散阿贝数、薄膜厚度和次表面散射层的重新参数化

现在已将几个参数重新缩放以符合标准表面规范。色散现在使用色散阿贝数指定,并且是无界的,而薄膜厚度现在以纳米为单位指定。次表面散射也被定义为单独的层,就像标准表面中一样,透射层允许您为具有镜面菲涅尔边界的材质指定介质吸收和散射行为。另一方面,次表面层允许您为具有漫反射边界的材质指定介质吸收和散射行为。

以下是使用单个彩色纹理的单个次表面散射层的简化方法渲染示例:

ImageImage
#### 基础层

基础权重 — 基础层的贡献。

基础颜色 — 基础层的颜色。

漫反射粗糙度 — 漫反射粗糙度,允许模拟非常粗糙的表面,如沙子或粘土。

漫反射 BRDF 模型 — 从三种支持的模型中选择一种:

    - Octane

    - Lambertian(朗伯)

    - Oren-Nayar

金属度 — 材质的金属性,在介电和金属之间混合。

#### 镜面层

权重 — 镜面层的贡献。

颜色 — 镜面反射通道确定介电材质的光泽反射颜色。如果折射率(IOR)设置为大于 0 的值,则会调整此颜色的亮度以匹配菲涅尔方程。

粗糙度 — 镜面反射和透射通道的粗糙度。

折射率 — 折射率控制镜面反射或透射的菲涅尔效果。

各向异性 — 镜面和透射材质的各向异性,-1 为水平,1 为垂直。0.0 为各向同性。

旋转 — 各向异性镜面反射和透射通道的旋转。

#### 透射层

权重 — 透射权重控制通过材质表面(通过折射)的光的贡献。

颜色 — 折射的透射颜色着色。

深度 — 白光在材质内部传播的距离,在该距离后其颜色通过比尔定律变为透射颜色,如果为零,则透射颜色在穿过边界时持续应用。

散射 — 内部介质的散射系数。

散射各向异性 — 内部介质的 Henyey-Greenstein 相位函数的各向异性,范围在 -1 到 1 之间。

色散阿贝数 — 色散阿贝数,描述折射率在不同波长上的变化程度。

模式 — 从以下选项中选择:

    - 阿贝数

    - 柯西公式

额外粗糙度 — 镜面层粗糙度之上的额外(正或负)粗糙度。

介电优先级 — 此表面材质的材质优先级。

影响 Alpha — 启用以使折射影响 Alpha 通道。

假阴影 — 如果启用,在阴影计算期间光线将直接穿过材质,忽略折射。

允许焦散 — 如果启用,光子追踪内核 将为此对象反射或透射的光创建焦散。

#### 次表面层

权重 — 漫反射透射的贡献。

颜色 — 用于次表面散射的颜色。

半径 — 红色、绿色和蓝色通道的次表面半径(即平均自由路径)。

缩放 — 次表面半径的标量缩放。

各向异性 — 次表面介质相位函数的各向异性,范围在 -1 到 1 之间。

#### 涂层

权重 — 涂层的反射权重(反射颜色固定为白色)。

颜色 — 来自所有下方层的光的着色颜色。

粗糙度 — 涂层的粗糙度。

折射率 — 涂层的折射率。

各向异性 — 涂层的各向异性。

旋转 — 各向异性涂层反射的旋转。

凹凸 — 涂层的凹凸贴图:

  1. 未指定时,涂层使用默认着色法线。

  2. 指定时,将凹凸/法线贴图表面应用于涂层。

法线 — 涂层的法线贴图:

  1. 未指定时,涂层使用默认着色法线。

  2. 指定时,将凹凸/法线贴图表面应用于涂层。

    光泽层

权重 — 光泽层的贡献。

颜色 — 材质的光泽颜色。

粗糙度 — 光泽通道的粗糙度。

#### 发射层

权重 — 发射的缩放乘数。

颜色 — 发射颜色。

发射 — Octane 发射通道。

#### 薄膜层

薄膜厚度 — 薄膜涂层的厚度(以纳米为单位)。

薄膜折射率 — 薄膜涂层的折射率。

#### 几何属性

薄壁 — 附加材质的几何体是单侧平面,因此光线反弹会立即退出材质而不是进入介质。

凹凸 — 凹凸通道,使用被解释为高度图的灰度纹理模拟浮雕。

凹凸高度 — 确定 凹凸纹理中归一化值 1.0 表示的高度。值为 0 会禁用凹凸贴图,负值会反转凹凸贴图

法线 — 法线通道,使用 RGB 图像扭曲法线。

位移 — 位移通道,以低内存占用创建高度详细的几何体。

平滑 — 如果禁用,法线插值将被禁用,三角形网格将显示为"面状"。

平滑阴影终止线 — 如果启用,低多边形数量的自相交阴影终止线将根据多边形的曲率进行平滑。

圆角边缘 — 在渲染时平滑尖锐边缘。

不透明度 — 不透明度通道,通过灰度纹理控制材质的透明度。

#### 材质层

材质层 — 此基础材质之上的材质层。

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