类别


着色器(Shader)

输出

RGB

说明


standard_surface 着色器是一种基于物理的着色器,能够生成许多类型的材质。它包括漫反射层、适用于金属的具有复杂菲涅尔的镜面反射层、适用于玻璃的镜面反射透射、适用于皮肤的次表面散射、适用于水和冰的薄散射、次镜面反射涂层和灯光发射。


此着色器对包含十个组件的材质进行建模,这些组件会进行分层并按层次结构进行混合,如下图所示。各个组件的特性在曲面上会发生变化。

standard_surface 模拟的理想化材质模型的示意图。组件的水平堆叠表示统计混合,垂直堆叠表示分层。标有星号的组件是可选组件。

材质类型

默认情况下,这些参数适用于塑料、木材、石头等材质。通过将几个关键参数设置为 1,可以快速创建不同类型的材质:

  • 金属度(Metalness):金、银、铁、汽车涂料。
  • 透射(Transmission):玻璃、水、蜂蜜、肥皂泡。
  • 次表面(Subsurface):皮肤、大理石、蜡、纸、树叶。
  • 薄壁(Thin Walled):纸、树叶、肥皂泡。


介于 0 和 1 之间的参数值可用于创建由基本材质类型混合而成的比较复杂的材质。

Arnold 中提供的 standard_surface 材质预设示例

能量守恒

默认情况下,标准曲面着色器能量守恒。其所有层是保持平衡的,以使离开曲面的光量不超过入射光的量。例如,随着曲面的金属特性增强而使镜面反射层贡献增加,漫反射层贡献会随之减小以确保能量守恒。

漫反射和粗糙(左)到金属镜面反射(右)。

使用值大于 1 的层权重或颜色时,能量守恒会被打破。建议不要创建此类材质,因为在不同的照明下,它们的表现不可预料,并可能导致噪波增加及渲染性能降低。

base

基础颜色权重。

base_color

base_color 设置使用白色光源(强度为 100%)直接照亮时的曲面亮度。它定义灯光在曲面下散射时未被吸收的 RGB 光谱的每个分量百分比。金属的基础颜色通常为黑色或非常暗,但是,生锈的金属需要一些基础颜色。通常需要 base_color 贴图。

漫反射文件纹理 -> base_color

diffuse_roughness

基础组件会遵循具有曲面粗糙度的 Oren-Nayar 反射模型。如果值为 0.0,则相当于 Lambert 反射。值越高,会产生越粗糙的曲面,看起来更适用于混凝土、灰泥或沙子等材质。

镜面反射(specular)

specular_weight。影响镜面反射高光的亮度。

specular_color

用于调整镜面反射的颜色。使用此颜色为镜面反射高光“染色”。您仅应对某些金属使用彩色镜面反射,而非金属曲面通常应采用单色镜面反射颜色。非金属曲面通常没有彩色镜面反射。

specular_roughness

控制镜面反射的光泽度。值越小,反射越清晰。对于两种极限条件,值为 0 将带来完美清晰的镜像反射效果,而 1.0 则会产生接近漫反射的反射效果。您应在此处连接贴图,这样可查看镜面反射高光的变化。

曲面的“微小”特征会影响灯光的漫反射和反射。这种“微曲面”的细节对镜面反射的影响最为明显。 在下图中,当每束光线以不同方向射到曲面的某个部位时,平行入射光在从粗糙曲面反射之后开始变得发散。总之,曲面越粗糙,反射光越发散或越“模糊”。

通常用来衡量粗糙度的“微曲面”细节(此曲面的 specular_roughness 值较高)。


由于 standard_surface 着色器的能量守恒特性,镜面反射高光的亮度自动链接到其大小。在以下示例中,所有材质均反射同样多的灯光,但更粗糙的曲面会在多个方向上传播灯光。但是,如果粗糙度值较小,则曲面反射的灯光更集中。

要查看曲面高光的变化,应将贴图连接到镜面反射的“粗糙度”(Roughness)。这不仅会影响高光的亮度,还会影响其大小和环境反射的清晰度。

您可以将文件纹理连接到 range 着色器,以控制 specular_roughness 的效果。


指纹纹理 -> specular_roughness

specular_roughness 会影响镜面反射折射。还有一个 transmission_extra_roughness 参数,用于为折射增加一些额外的粗糙度(如果需要)。但可以使用 coat 在清晰的折射上创建粗糙反射层。



specular_IOR

IOR(折射率)参数定义了材质的菲涅尔反射率,并且默认情况下使用角函数。实际上,IOR 将定义曲面上面向查看者的反射与曲面边上的反射之间的平衡。您可以看到反射强度保持不变,但前侧的反射强度发生很大变化。


使用非常高的 IOR 值的效果与使用 metalness 非常相似。如果将 base_color 设置为 specular_color,并将 specular_color 设置为黑色,则看起来相同。区别在于,边上会有额外的反射,且由 specular_color 控制边染色。金属菲涅尔的工作方式与新的复数折射率着色器相同,并使用适合艺术家的参数。

通常,应该为塑料、玻璃或皮肤等材质(绝缘体菲涅尔)使用 IOR,为金属(传导菲涅尔,使用 complex_IOR)使用 metalness。另一个原因在于,metalness 更易于设置纹理,因为它在 0 到 1 的范围内,并且在使用 metalness 而非 IOR 时,使用应用程序(例如 Substance Painter)中的纹理最适合。
镜面反射 IOR 与透射

默认值 1.0 是真空的折射率,也就是说,真空空间中 IOR 为 1.0 的对象不会折射任何光线。简而言之,1.0 表示“无折射”。standard_surface 着色器假定任意几何体的法线朝外,对象处于大气之中(IOR 为 1.0),并假定没有重叠曲面。

法线

渲染折射曲面时,几何体的法线必须朝向正确的方向,这一点至关重要。在下面(左侧)的示例中,您可以看到法线朝向正确方向(向外)与法线向内(不正确的方向)之间的差异。在渲染具有双面厚度的曲面(如玻璃)时,这一点尤为重要。渲染单面曲面(如汽车挡风玻璃(右侧))时,法线方向同样重要。

法线向外(正确)。 变换图像显示法线向内(错误)。
挡风玻璃模型(单面)。变换图像显示法线向内(错误)。

如果在本该发生折射的地方看到任何黑色,可能是 transmission_ray_depth 值(位于“渲染设置”(Render Settings)中的 ray_depth 部分)不够高。默认值为 8,应该足以满足大多数情况的需要。

specular_anisotropy

“各向异性”(Anisotropy)在反射和透射灯光时具有方向偏差,使得材质在某些方向上显得更粗糙或更光亮。各向异性的默认值为 0,表示“各向同性”。当您移动控制柄接近 1.0 时,曲面将在 U 轴上变得更具各向异性。

“各向异性”(Anisotropy)适用于具有清晰笔刷方向的材质。例如,具有微小凹槽的拉丝金属,其中将形成“拉伸”各向异性反射。

许多小圆盘放在一起形成各向异性高光效果


各向异性反射有助于形成拉丝金属效果,如下例所示:

为 anisotropic_rotation 指定了纹 



您可能会注意到,使用各向异性时高光部分会出现分面现象。通过启用平滑细分切线(使用 Arnold subdiv_smooth_derivs 参数),可以去除面状外观。请注意,这至少要求多边形网格中有一次细分迭代。

增加 subdivision_iterations 以移除各向异性分面。

specular_rotation

旋转值将更改 UV 空间中各向异性反射的方向。值为 0.0 时,不会出现任何旋转。值为 1.0 时,呈现效果将旋转 180 度。对于采用拉丝金属的曲面,这将控制拉丝材质的角度。对于金属曲面,各向异性高光应在与拉丝方向垂直的方向上拉伸。

可以将纹理指定给旋转。指定时,建议避免纹理过滤。这意味着禁用 Mipmap 和放大过滤器(默认情况下,该过滤器设置为“智能双三次”(smart bicubic))。一种方式是将图像节点的 mipmap_bias 设置为较大的负值,如 -8,这表示“使用的分辨率比常用的分辨率高 8 个 MIP 级别”。


metalness

金属度为 1.0 时,曲面的表现类似于金属,使用完全镜面反射和复数菲涅尔。

要获得非常清晰、堪比镜子的反射,请将 metalness 增加到 1 并将 specular_roughness 减小到 0。还应将 base_weight 设置为 1。

启用了 metalness 时,specular_weightspecular_color 仅控制边染色,而 base 仍受粗糙度影响。

金属外观由 base_color(朝向)和 specular_color(边染色)参数控制。这些会自动转换为物理 η 和 κ 值以达到相同的外观,但具有可轻松调整和设置纹理的颜色。下面是金属的一些实际值示例。



基础颜色
镜面反射颜色
铝 (Al)
0.912 0.914 0.920
0.970 0.979 0.988
铜 (Cu)
0.926 0.721 0.504
0.996 0.957 0.823
金 (Au)
0.944 0.776 0.373
0.998 0.981 0.751
铁 (Fe)
0.531 0.512 0.496
0.571 0.540 0.586
铅 (Pb)
0.632 0.626 0.641
0.803 0.808 0.862
汞 (Hg)
0.781 0.779 0.779
0.879 0.910 0.941
镍 (Ni)
0.649 0.610 0.541
0.797 0.801 0.789
铂 (Pt)
0.679 0.642 0.588
0.785 0.789 0.784
银 (Ag)
0.962 0.949 0.922
0.999 0.998 0.998


介于 0.0 和 1.0 之间的金属度值可以用于为曲面设置纹理(如生锈铁),其中曲面的不同区域可以有较多反射清晰的金属和较多漫反射铁锈。应用程序(如 Substance Painter)中的 PBR 金属度贴图可以连接到此参数。

生锈铁纹理 -> metalness

 

使用 metalness 纹理的着色器


transmission

对于玻璃或水等材质,transmission 允许灯光穿过表面发生散射。


transmission_color

此项会根据折射光线的传播距离过滤折射。灯光在网格内传播得越长,受 transmission_color 的影响就会越大。因此,光线穿过较厚的部分时,绿色玻璃的颜色将更深。此效应呈指数递增,可以使用比尔定律进行计算。建议使用精细的浅颜色值。

transmission_color:红色(transmission_depth:1 到 10)

如果使用完全饱和的颜色(例如 (1, 0, 0)),解释方式为允许所有红色灯光穿过,而不允许绿色和蓝色灯光穿过。如果 transmission_color 值接近 0,则网格内部非常密集以至于阻止所有灯光,之后将深度倍增设置为较小值(例如 0.001)可能不会产生多大差异,因为深度还是很大。

不建议 transmission_color 使用完全饱和的颜色


如果该值具有某种颜色,并且需要使用该颜色进行染色的阴影,则对指定了 standard_surface 着色器的网格禁用 opaque在下面的示例中可以看到,当启用 opaque 时,光线无法穿过球体。反之,当禁用 opaque 时,光线可以穿过球体并吸收 transmission_color 设置的颜色,从而创建彩色阴影的效果。

请注意,除非启用 thin_walled,否则 transmission_color 将不适用于单面几何体。

transmission_depth

控制透射颜色在体积中达到的深度。 增大此值会使体积变薄,这意味着吸收和散射减少。它是一个比例因子,使您可以设置 transmission_color,然后调整 depth,以适合对象大小。


可以在下面的动画中看到增加 transmission_depth 后的效果。请注意,在本例中也使用了 transmission_scatter 颜色。

深度依赖场景比例,可以对其外观产生显著影响。transmission_colordepth 控制透射/吸收,并且与对象比例有关。因此,对于小对象,要查看任何内容,可能需要设置非常低的深度,而对于大对象,则需要设置较大深度。如果您无法看到深度的效果,则可能需要检查场景的大小。


如果场景比例太小,transmission_depth 为 1 时,transmission_color(橙色)看起来不正确(左图)。降低 transmission_depth 可修复此问题(右图)。建议按真实世界比例进行建模,以避免这些情况的发生。

transmission_scatter

transmission_scatter 适用于各类相当稠密的液体或者有足够多的液体能使散射可见的情况,例如深水体或蜂蜜。如果是一杯水,没有多少散射,但如果是海洋,它是必需的。其他示例包括冰、乳白色玻璃或奶白色玻璃等材质。

为了使散射发挥作用,应对已指定 standard_surface 着色器的网格禁用 opaque

transmission_scatter_anisotropy

散射的方向偏差或各向异性。默认值零表示各向同性散射,灯光在所有方向上均匀散射。正值在灯光方向上向前偏差散射效果,而负值则朝灯光向后偏差散射效果。


transmission_dispersion

指定材质的色散系数,用于描述折射率随波长变化的程度。对于玻璃和钻石,此值通常介于 10 到 70 之间,值越小,色散越多。默认值为 0,表示禁用色散。通过增加全局摄影机 (AA) 采样数或折射采样数,可以减少色度噪波。

transmission_dispersion 非常适用于钻石等宝石材质。

transmission_extra_roughness

使用各向同性微面 BTDF 所计算的折射增加一些额外的模糊度。范围从 -1 到 1,其中 0 表示无粗糙度。其计算方式为

transmission_roughness = specular_roughness + transmission_extra_roughness


如果值为负,透射粗糙度将低于反射粗糙度。

specular_roughness:0.3

transmit_aovs

如果启用,透射将穿过 AOV。如果背景是透明的,透射曲面将变得透明,以便可以合成到另一个背景上。透射将穿过灯光路径表达式 AOV,因此透过透射曲面观察时,漫反射曲面最终将在 diffuse AOV 中。另外,透射还可直接穿过其他 AOV(无需任何不透明度混合),这可以用来创建遮罩。

Alpha 遮罩(变换图像显示美化效果)



sss_synopsis


次表面散射 (SSS) 用于模拟灯光进入物体并在其表面下方散射的效果。并非所有灯光都会从表面反射回来。其中有些灯光将穿透到照明对象的表面下方。这些灯光将会被材质吸收并在内部散射。其中一部分散射灯光将返回到表面之外,并对摄影机可见。这称为“次表面散射”或“SSS”。要实现大理石、皮肤、树叶、蜡和牛奶等材质的逼真渲染,SSS 必不可少。此着色器中的 SSS 组件将使用暴力式光线跟踪方法计算得出。

您必须确保几何体法线指向正确的方向,否则 SSS 将无法正确渲染。


当复制逼真材质(如塑料)时,SSS 十分重要。例如:

subsurface

在漫反射与次表面散射之间“混合”。设置为 1.0 时,只有次表面散射;设置为 0 时,只有 Lambert。大多数情况下,应将此属性设为 1.0(完全次表面散射)。

subsurface_color

用于确定次表面散射效果的颜色。例如,复制皮肤材质时,意味着将其设置为肉色。

 

皮肤颜色
通常,您会将一个颜色纹理贴图连接到 subsurface_color,并将次表面半径设置为适合皮肤的值(通常红色通道的值较大,因为一般认为红色主要来自血液)。也可以对半径创建纹理(如果需要)。脉络将成为颜色纹理贴图的一部分,不仅会影响颜色,也会影响次表面散射的行为方式。
standard_surface 使用介于 base 和 SSS 之间的混合。您可以选择对皮肤使用漫反射。 它可用于执行诸多操作,例如,以不同纹理混合面绘制等的遮罩,或通过将相同纹理同时连接到 base_colorsubsurface_color 并更改混合因子来改变锐度。


subsurface_radius

光线在曲面之下可以散射的大概距离,也称为“平均自由程”(MFP)。此参数影响光线在再度散射出曲面前在曲面下可能传播的平均距离。您可以分别为每个颜色分量指定这种距离效果。增大此值,次表面散射的外观将变得平滑,减小此值则会使外观更加浑浊不清。

颜色越浅,散射的灯光越多。值为 0 时不会产生任何散射效果:

增加半径值可以彻底改变材质的外观,使材质从看起来像皮革改为看起来像大理石。 SSS 非常依赖比例。您需要根据模型的大小调整半径倍增。如果使用默认的 SSS 设置进行渲染,则可能会获得错误的结果。或者,调整场景比例也可以获得类似的结果。

您还可以为每种 RGB 颜色选择不同的半径值,而不必使所有颜色拥有相同的值。例如,粘土或皮肤等材质的红色半径应比绿色和蓝色半径更大。

渲染皮肤时,您应使用类似 1.0, 0.35, 0.2 的值,表示红色应该散射得最深,绿色和蓝色应该散射得较浅。这将替换皮肤的三层式工作流(深层、中层和浅层),使深层为红色,以表示深层应在更大的半径范围内散射。只需将 scatter_radius.R 设置为较大的值即可。

下面的图像显示了增加红色半径后的效果。注意圆圈周边的彩色“镶边”效果。使用合成软件包对源图像的红色通道执行高斯模糊时,会产生相同的效果。

subsurface_scale

此参数控制灯光在再度反射出曲面前在曲面下可能传播的距离。 它将扩大散射半径,并增加 sss_radius_color

如果场景以米为单位,则可将“SSS 比例”(SSS Scale)设置为 0.01 来指定以厘米为单位的 sss_radius。例如,对于皮肤,sss_radius 可以是 0.37cm0.14cm0.07cm。

subsurface_anisotropy

Henyey-Greenstein 各向异性系数介于 -1(完全背向散射)和 1(完全正向散射)之间。 默认值 0 表示各向同性散射介质,这种情况下,灯光在所有方向均匀散射,从而产生一致的效果。 正值在灯光方向上向前偏差散射效果,而负值则朝灯光向后偏差散射效果。

此参数仅适用于“随机行走”(randomwalk)这种 SSS 方法。

subsurface_type

散射

使用单一层时,可以捕捉曲面细节和深散射。设计为非常接近完全 Monte-Carlo 模拟的特征,同时保留近似值,这样,与完全随机行走相比,求值开销小很多。

随机行走(默认值)

与基于漫反射理论的经验性 BSSRDF 方法不同,随机行走方法实际使用真实的随机行走在曲面下进行跟踪,并且不假设几何体是局部平坦的。这意味着它可以照顾到暴力式体积渲染这样的各向异性散射,并且在凹处和小细节周围生成的效果要好得多。另外,对于较大的散射半径(即较大的平均自由程),它也比漫反射要快得多。但是,随机行走在致密介质(即较小的 mfp)中速度更慢,不支持使用 sss_setname 将两个曲面融合在一起,可能需要重新整理材质才能获得相似的外观,并且对非闭合网格、“开口袋”和可能会投射阴影的内部几何体更加敏感。

随机行走 v2

此方法可穿过高度透明/光学薄对象更加准确深入地进行散射,从而产生 SSS,且对象的精细曲面细节和背光严重的区域周围的颜色更加饱和。请注意,与使用原始方法相比,渲染的开销和噪波将会增加,因为随机行走的平均时间和随机性将会增加。


thin_walled

thin_walled 还可以提供从背后照亮半透明对象的效果(着色点由指定的一部分灯光“照亮”,这些灯光会在该点照射到对象的背面)。建议仅将此功能用于较薄的对象(单面几何体),因为具有厚度的对象可能无法正确渲染。  


thin_walled 非常适用于薄(单面)对象,例如气泡。

薄壁半透明

这种效果的外观类似于薄纸片,让一部分光线穿到背面。

对于漫反射曲面(例如纸),启用 thin_walled,并设置 subsurface_weight(例如设置为 0.5),则会反射一半灯光,透射一半灯光。


在某些情况下,thin_walled 可能适合于有厚度的情况。但是,对具有厚度的对象使用 thin_walled 时,应确保 diffuse_ray_depth 级别大于 1。


normal

在此处连接法线贴图(通常从 Mudbox 或 ZBrush 导出)。

法线贴图在工作时会将插值曲面法线替换为从 RGB 纹理求出的法线,在该 RGB 纹理中,每个通道(红色、绿色、蓝色)分别对应曲面法线的 X、Y 和 Z 坐标。它的速度比凹凸贴图更快,原因是凹凸贴图需要对下面的着色器至少进行三次求值。

tangent

切线贴图。它与着色法线一起,定义输入向量应用到的切线坐标系。如果您的雕刻工具允许,则应该在此处连接法线贴图依赖的切线贴图。如果为 0,则着色器将尝试执行下列操作来构建帧:

  1. 查找名为“tangent”和“bitangent”的向量用户数据。
  2. 使用 UV 导数。
  3. 构建其自己的本地帧。

此着色器只能在切线空间中使用。如果已在世界空间或对象空间中导出切线贴图,则可以改用更通用的 space_transform 着色器。

coat

此属性用于为材质添加涂层。 它在所有其他着色效果之上充当透明涂层。涂层始终反射(具有给定的粗糙度),并假定为绝缘体。示例包括汽车涂料的透明涂层或皮肤材质的光泽层。例如,用于额外的油滑层或潮湿皮肤。其他示例包括已制成薄板的对象或铝制手机上的保护膜。

涂层层模拟吸收灯光并对所有透射光进行染色(可能保留一些非常小的偏振效应)的电介质(如塑料、玻璃、树脂/瓷釉、许多液体),而另一方面,金属往往会过滤它们反射的任何内容的颜色,即使是在掠射角处也是如此。因此,如果您希望渲染裸金属,coat_weight 应为 0。

(涂层颜色:金色)


涂层可用于金属汽车涂料、气球上的反射涂层或气泡等材质。

变换图像

specular(高粗糙度)之上组合 coat(低粗糙度)时,由于以下参数,位于中心的清晰涂层会消失:菲涅尔

coat_color

它是涂层透明度的颜色。

在典型的真实世界情况下,coat_color 应始终为白色,并主要用于艺术控制。

在下面的示例中,红色 coat_color 充当透明涂层,并为下方的镜面反射染色。

纹理示例

在下面的示例中,蓝色和白色棋盘格纹理已应用于 base_colorcoat_color 已更改为黄色。组合时,基础颜色之上的黄色透明涂层实现的绿色染色类似于油漆或涂漆的半透明层。

也可以通过将纹理贴图连接到 coat_weight 来定义涂层如何影响下面的 base_color


coat_color 也可以用于为蒙板纹理设置层。在下面的示例中,一个类型图像已连接到 coat_color,且 coat_roughness 已增加。请注意,其显示方式不受镜面反射高光(看起来“位于”其下方)影响。

变换图像(无涂层)


纹理贴图 -> coat_color

coat_roughness

控制镜面反射的光泽度。值越小,反射越清晰。对于两种极限条件,值为 0 将带来完美清晰的镜像反射效果,而 1.0 则会产生接近漫反射的反射效果。您应在此处连接贴图,这样可查看涂层高光的变化。

coat_IOR

IOR(折射率)参数定义了材质的菲涅尔反射率,并且默认情况下使用角函数。实际上,IOR 将定义曲面上面向查看者的反射与曲面边上的反射之间的平衡。您可以看到反射强度保持不变,但前侧的反射强度发生很大变化。


coat_anisotropy

“各向异性”(Anisotropy)在反射和透射灯光时具有方向偏差,使得材质在某些方向上显得更粗糙或更光亮。各向异性的默认值为 0,表示“各向同性”。当您移动控制柄接近 1.0 时,曲面将在 U 轴上变得更具各向异性。

“各向异性”(Anisotropy)适用于具有清晰笔刷方向的材质。例如,具有微小凹槽的拉丝金属,其中将形成“拉伸”各向异性反射。

许多小圆盘放在一起形成各向异性高光效果


各向异性反射有助于形成拉丝金属效果,如下例所示:

为 anisotropic_rotation 指定了纹理 



您可能会注意到,使用各向异性时高光部分会出现分面现象。通过启用“平滑细分切线”(Smooth Subdivision Tangents)(使用 Arnold subdiv_smooth_derivs 参数),可以去除面状外观。请注意,这至少要求多边形网格中有一次细分迭代。

增加 subdivision_iterations 以移除各向异性分面。

coat_rotation

旋转值将更改 UV 空间中各向异性反射的方向。值为 0.0 时,不会出现任何旋转。值为 1.0 时,呈现效果将旋转 180 度。

可以将纹理指定给旋转。指定时,建议避免纹理过滤。这意味着禁用 Mipmap 和放大过滤器(默认情况下,该过滤器设置为“智能双三次”(smart bicubic))。一种方式是将图像节点的 mipmap_bias 设置为较大的负值,如 -8,这表示“使用的分辨率比常用的分辨率高 8 个 MIP 级别”。

coat_normal

coat_normal 影响涂层在基础上的菲涅尔混合,因此根据法线的情况,从特定角度看到的基础会较多或较少。coat_normal 可以用于较平滑基础上的凹凸不平的涂层。这些可能包括下雨效果、碳纤维着色器或汽车涂料着色器,在这些情况下,可以为涂层层和基础层使用不同的法线(例如,使用小亮片)。


coat_normal 适合层可能不平坦(例如,油滑层或潮湿层、街道上的雨或食物上的玻璃光泽)的情况。

变换图像(左侧)。 使用光泽纹理贴图通过凹凸着色器连接到 coat_normal 来创建水坑(右侧)。

 

指定 coat_normal 后,它只影响涂层,而不影响其下面的任何层(漫反射、镜面反射、透射)。在下面的右侧示例中,凹凸纹理连接到 coat_normal 时,岩石材质看起来有透明涂层。

 

纹理 -> 涂层法线

coat_affect_color

在现实世界中,如果材质有涂层,那么在涂层内侧有一定量的内部反射。 这样会使光线在逸出之前多次反弹到曲面,从而使材质的颜色具有增强效果。涂漆木材就是这样一个例子。可以使用 coat_affect_color 实现此效果。

变换图像

coat_affect_roughness

这会导致涂层的粗糙度影响基本层的粗糙度,模拟通过顶层看到的模糊效果。 在下面的示例中,一个棋盘格纹理已连接到 coat_roughnessmetalness 设置为 1.0。设置为 0 时,涂层不受影响,而设置为 1 时,coating_roughness 很明显。

emission

控制发射的灯光量。它可以产生噪波,尤其是在间接照明光源非常微弱的情况下(例如灯泡几何体)。

指定了放射光着色器的灯泡(变换图像)

增加漫反射采样数有助于在使用自发光时减少任何黑暗的、间接照亮的场景区域的噪波。

emission_color

发射的灯光颜色。

纹理贴图表示热熔岩连接到 emission_color

opacity

控制不允许灯光穿过的程度。与 transmission(其中的材质还要考虑漫反射、镜面反射等)不同,opacity 将影响整个着色器。它对于保留对象的阴影定义非常有用,同时使对象本身对摄影机不可见。

使用“不透明度”(Opacity)时,必须确保对指定了 standard_surface 着色器的网格禁用“不透明”(Opaque)。


棋盘格贴图 -> opacity


caustics

standard_surface 着色器中的此开关用于指定漫反射反弹之后是否启用镜面反射反弹或透射反弹。由于焦散可能产生噪波,因此,默认情况下处于禁用状态。

要控制焦散产生的噪波,需要增加 indirect_specular_blur 全局设置,这将通过模糊输出焦散来减少噪波,但会牺牲精确度。

使用焦散时,Arnold 将需要大量漫反射采样才能实现清晰的图像。启用此功能时应该小心谨慎。

反射焦散(左),折射焦散(右)。变换图像显示没有焦散时的效果。


请注意,下面场景中的区域在玻璃内部较暗。这是因为玻璃内部的照明基本上都是焦散。为玻璃着色器启用焦散可以解决此问题。 

变换图像显示启用 caustics 时的效果


如果在启用了 caustics 时使用较高的 specular_weight 和较低的 specular_roughness,可能会出现高亮杂点。要减少此类噪波,请增加着色器的 specular_roughnessindirect_specular_blur 全局参数。

渲染眼睛时,启用焦散可以使真实感更强。

变换图像显示为外角膜着色器启用了焦散的效果

internal_reflections

光线折射深度大于零(在当前的光线树中至少跟踪一条折射光线)时,取消选中内部反射将禁用间接镜面反射和镜像全反射计算。

在下面的右侧图中,球体显示为黑色,因为在指定给该球体的 standard_surface 着色器中,internal_reflections 已禁用。

exit_to_background

这将导致 standard_surface 着色器在满足最大 GI 反射/折射深度时跟踪背向背景/环境的光线,并返回背景/环境中在该方向上的可见颜色。禁用此选项时,路径将终止,并在达到最大深度时返回黑色。

indirect_diffuse

仅从间接光源接收的漫反射灯光量。 


indirect_specular

仅从间接来源接收的镜面反射度。除 1.0 之外的所有值均会导致材质无法保留能量,且全局照明可能不会收敛。

dielectric_priority

指定如何将重叠的电介质解析为定义明确的介质,以便较高优先级(较高数值)的电介质覆盖较低优先级的电介质(实际上被移除)。这可用于正确设置具有相邻电介质的情况,例如一杯加冰的水。

dielectric_priority 是一个整数(默认值为 0),可以是正数或负数,其中较高优先级值覆盖较低优先级值。例如,如果优先级为 2 的玻璃与优先级为 1 的水重叠,则在重叠区域中,只有玻璃会存留下来。允许使用负优先级,例如,优先级为 0 的对象将覆盖优先级为 -1 的对象(因为有时使用负优先级指定优先级低于默认值 0 的介质可能很方便)。

dielectric_priority玻璃:3,冰和气泡:2,液体:1。

变换图像显示 dielectric_priority 为 0 时的效果(物理上不正确)。

默认情况下会启用嵌套电介质,可以在“Render Settings -> Sampling -> Advanced”(渲染设置 -> 采样 -> 高级)中找到嵌套电介质 (dielectric_prorities)。您会注意到旧场景的外观发生了变化。如果要恢复到先前的非物理结果,请禁用此选项。

有关嵌套电介质的详细信息,请单击此处


sss_set_name

可以将多个对象标记为属于同一 SSS“集”,使照明在对象边界之间变得模糊。一个常见的用例是牙齿与牙龈几何体之间的模糊。通过将常量字符串用户数据 sss_setname 添加到该集内对象上的相同值,可以启用这一点。

目前,此参数不适用于“随机行走”(randomwalk)这种 SSS 方法。

anisotropy_tangent
让您为镜面反射各向异性着色指定一个自定义切线。例如,如果网格具有切线用户数据,将在此处链接这些信息。


thin_film_thickness

定义薄膜的实际厚度,介于指定的最小厚度和最大厚度(0 到 2000(软最小值/软最大值))之间。这将影响镜面反射、透射和涂层组件。通常,这将类似于噪波贴图,为干涉效果带来一些变化。如果厚度增加(如 3000 [nm]),彩虹色的效果将消失,这是物理上正确的行为。

thin_film_IOR

材质周围介质的折射率。空气的折射率通常设置为 1.0。

水的 IOR 为 1.33,肥皂的 IOR 约为 1.5。因此肥皂泡的 IOR 应位于 1.33 到 1.4 范围内。



aov_id(1-8)

用于在 AOV id (1-8) 中输出的颜色。 在此处连接着色器或纹理,它将保存到 id 命名类似的 AOV。AOV id 对于创建要在合成中使用的蒙版非常有用。

sheen

一种能量守恒的光泽层,可用于近似模拟微纤维布料状曲面,如不同粗糙度的天鹅绒和缎面。光泽层在漫反射组件上,其权重由此属性确定。 可以将光泽视作纤维的密度或者纤维密度和长度的组合。


除了织物以外,光泽层还可用于模拟树叶、水果或脸上的绒毛(从远处观察时效果最佳)。

变换图像显示没有 sheen 时的效果


sheen_color

纤维的颜色。 使用 sheen 贡献的颜色进行染色。

(基础颜色:深紫色,与上图一起使用)


sheen_roughness

此项用于调整微纤维与曲面法线方向偏离的程度。

sheen_roughness 随机化纤维方向


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