• unity 头发的渲染


    光照模型
    Kajiya-Kay 一般使用的光照模型
    为不透明的完美圆柱体。
    只考虑反射,没有考虑透射,没有考虑内部反射,没有考虑吸收。
    在这里插入图片描述

    Marschner 基于物理的渲染
    理论模型:头发不是完美的圆柱体,头发是堆叠的圆锥体。每一根头发纤维由角质层cuticle(外面的堆叠)以及内部的皮层cortex组成
    R 为反射路径,反射出来的管线颜色为原始光源颜色
    TRT 光线进入头发纤维内部,部分能量被吸收,所以最终反射出的光线具有头发纤维的颜色。
    TT 透射后然后透射路径你,TT出来的光线也是有色的,但是颜色比TRT的饱和度要抵,只经过一次折射。
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    Alpha处理 处理头发最麻烦的问题在于对头发的半透明排序的问题处理,所以一般渲染头发不选择使用半透明进行头发渲染。使用AlphaTest然后加上TAA抗锯齿边缘处理。

    和物理材质不同的接口:
    scatter 替代了物理材质里面的metallic属性。
    scatter控制有多少光穿过整个头发。浅色的头发,scatter数值偏高,深色的头发,scatter数值偏低。此处遵循了物理规则,深色的头发会吸收更多的光。
    修改头发的颜色,不单单要修改颜色或者漫反射贴图,还需要修改scatter属性。

    tangent 替代了normal属性,渲染头发使用的是切线而不是法线。用于代表头发生长的方向。或者使用一张flowmap贴图。不会使用物理材质中的法向。

    制作流程:
    首先绘制头发发丝的形状贴图,然后烘焙出图集。

    1. 生成头发纹理图集
      效果最好的使用maya的Xgen + Arnold/xNormal
      Fiber Shop
      Blender Hair Tool
      Hair Stand Designer Tool
      Hair&Fur plugin

    2. 制作头发的面片
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    面片也可以做成交叉型的,更有立体感
    在这里插入图片描述
    通过引导线去生成,视频可以看到使用Xgen去生成引导线。这种方式不需要手动摆放发型,但是还是需要调整。
    查看视频:https://www.bilibili.com/video/BV1sJ411S7xu

    1. 手动摆放位置和调整 分层叠加

    生成的发线的数据,注意头发一般都是从上到下的顺序表现在贴图上面,如果不是,那么需要使用一张FlowMap或者DirectionMap生成。
    在这里插入图片描述
    id代表发丝的位置,比如0.1代表一种发丝 0.2代表另一种通过此修改uv去获取。
    flowmap用于纠正头发的方向信息。

    ue的头发渲染方案
    Albedo贴图 存储头发的颜色
    AlpahMap 存储头发面片的透明度
    Root Map/Gradient Map 头发根到发梢的渐变信息 可以实现头发变色效果
    Depth Map 深度纹理贴图,用于表现当前面片的头发层次。可以以此修改头发颜色和阴影值,镜面反射。
    UNique ID Map ID纹理只是为给定头发几何体上的每根头发提供唯一的0-1的值。用于处理头发的细微变化。
    flowMap / DirectionMap 主要用于对头发的各向异性高光的纠正。

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