A íris (o anel colorido que circunda a pupila do olho) é coberta por uma camada de água e parece ter elementos opacos incorporados em elementos transparentes e translúcidos. Quais efeitos eu preciso modelar para que a íris pareça realista de perto (a íris ocupa mais de 20% da área da imagem)?
A dispersão da sub-superfície é necessária ou a transparência é suficiente? É necessário levar em conta a luz do olho que entrou pela pupila ou a parte de trás da íris pode ser considerada completamente opaca? Existem outros efeitos que eu não considerei?
Estou procurando produzir imagens estáticas offline - a abordagem não precisa funcionar em tempo real.
Até agora, tentei cobrir o olho em uma fina película transparente para simular uma camada de água e tratar a íris como uma seção de uma bola transparente com fios coloridos dispostos radialmente e transparentes, deslocados à medida que são revestidos da frente para trás. Para evitar efeitos indesejados da luz que atravessam todo o caminho, apoiei a íris com uma seção de esfera preta mate. Isso ainda parece dar um olhar que parece um pouco artificial (inorgânico) e desconectado.
Estou tentando fazer isso funcionar com primitivas geométricas, como esferas, cones e cilindros, mas estou aberto a uma abordagem usando malhas triangulares, se isso abrir novas possibilidades.
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Respostas:
Para uma íris realista, você precisa:
Geometria : as íris são muito diferentes para pessoas diferentes e sua aparência muda drasticamente, dependendo se a pupila está dilatada (o músculo esférico relaxado) ou não. Você não chegará a lugar algum apenas com primitivos. Toda a estrutura é como um pano grosso e enrugado, suspenso na água. Rugas aparecem e desaparecem à medida que se move. Use um software de escultura e um livro de anatomia.
Material : Quase não há especular na íris, uma vez que ela é suspensa em (basicamente) água que tem um índice de refração semelhante ao tecido. Não conheço os valores de rugosidade, pois nunca vi uma íris seca. Com o modelo especular GGX , a rugosidade 0.4 parece boa. As íris marrons parecem ser mais ásperas, quase como areia muito fina. Um modelo de sombreamento que usa rugosidade no componente difuso seria bom.
Texturas : Enquanto algumas são coloridas, a grande maioria das festas do mundo é marrom. Você não precisa de muita variação dentro da textura, ela pode ser bastante uniforme. Torne-o relativamente saturado e não tente sugerir geometria dentro da textura, desenhando áreas escuras para sombras ou oclusão. Tenha um mapa normal. Se o olho estiver animado, você precisará combinar entre pelo menos dois mapas normais para a pupila dilatada e não dilatada. Não acho que você precise de um mapa de rugosidade, mas especialmente para íris azuis, isso pode ajudar.
Refração e reflexão na córnea: A córnea (a camada de fluido que a cobre) atua como uma lente. Isso distorce a imagem da íris como vista pela câmera. Sem isso, não parecerá real, especialmente quando se olha de lado. O que é incomum no olho é que, do ponto de vista gráfico, o objeto está dentroas lentes. Portanto, não existe uma equação de lente fina para o seu resgate. Você precisa refratar a luz uma vez, na interface entre a camada lacrimal e o ar. As outras interfaces (camada de lágrima para fora da córnea, camadas e membranas dentro da córnea, dentro da córnea para o fluido da câmara) não são relevantes, pois os índices de refração são todos muito semelhantes ou as estruturas são extremamente finas. A única outra estrutura opticamente importante é a lente, que fica atrás da íris e pode ser ignorada. A forma da córnea é crítica, pois distorcerá tudo. Pessoas com deformações da córnea, como um ceratocone, têm olhos estranhos. Além disso, toda a cena deve refletir sobre a córnea / líquido. Esperamos ver reflexos de fontes de luz sobre a íris / pupila.
O limbo : olhando frontalmente para os olhos, há um anel acinzentado ao redor da íris. Essa é a parte em que a córnea se funde na esclera (o "branco" do olho), passando de transparente para não transparente. Atrás do limbo, anatomicamente, está o ângulo iridocorneal, onde a íris encontra o resto do olho. É impossível ver esta área devido à refração mencionada acima, é literalmente um lugar que nunca viu luz. A luz emitida a partir daí experimenta refração interna total na interface da córnea; você não pode vê-la de fora. Assim, parece muito, muito estranho, quando a transição da íris para o resto dos olhos é visível. Você precisa da refração e da transição gradual da córnea para a esclera para obter essa transição correta.
Dispersão no subsolo : é possível que você escape sem ele na íris, pois nunca haverá luz vindo da parte traseira, especialmente com uma íris marrom (mais pigmentada -> mais atenuação durante a dispersão). Para algumas direções de luz, isso fará a diferença. E você precisa dele na pele circundante e na esclera de qualquer maneira. Mas não é o efeito mais importante.
Oclusão ambiental : você precisa de um bom SSAO (ou GI ) para destacar a estrutura fina. Quase não há especular, então você precisa de outras pistas visuais para a geometria. Escolha um método que use suas normais no mapa normal. HBAO irá funcionar bem. Para renderização offline, a IG será feita pelo seu renderizador de sua escolha.
Iluminação : O uso de algum método fisicamente é desnecessário. Iluminação baseada em imagem, especialmente para a reflexão da córnea. Sob certos ângulos, a refração da luz na córnea também pode se tornar relevante (apenas para luzes analíticas). Pós-processamento (bloom), especialmente para o reflexo da córnea.
A luz retroespalhada da retina, embora possa ser vista através da íris em condições de visualização muito extremas durante alguns exames médicos, é completamente irrelevante para fins normais. Basicamente, pinte a retina de preto. Se você quiser ir tão longe, pode adicionar um pouco de vermelho-alaranjado à cor da retina sempre que uma luz forte vier de uma direção muito semelhante à da câmera e a pupila estiver dilatada (como um flash de uma câmera). Mas ainda não será forte o suficiente para brilhar através da íris, de longe. Preto é uma aproximação correta.
Essa lista parece grande, mas você pediu para o fotorrealismo;) Ainda parecerá bom se você apenas fizer a metade fácil e fingir o resto.
(Fonte: faço programação gráfica para simulações médicas com foco no olho humano)
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