Como o espalhamento múltiplo de Smith interage com o espalhamento difuso no subsolo?

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O BSDFs de Microfacetagem de Dispersão Múltipla com o artigo Modelo Smith descreve um modelo estatístico para substituir as funções de máscara-máscara nas BSDFs de microfacet (que respondem por caminhos com mais de uma interseção de superfície, definindo sua contribuição para 0) com uma distribuição que pode ser rastreada pelo caminho e permite que o raio cruze uma superfície de microfacet várias vezes antes de sair.

Eles fazem isso modificando um modelo volumétrico (microflake) para se comportar como um campo de altitude: nunca colidir com nada "acima" da superfície e sempre colidir com qualquer coisa "abaixo" da superfície.

Microssuperfície versus volume de microflake modificado

O resultado, usando o texto de seus slides, é que "o raio nunca pode passar pelo volume de Smith; o modelo cria uma interface opaca do tipo superfície".

Esse modelo é compatível com a difusão difusa tradicional da subsuperfície, em que um caminho pode percorrer uma distância perceptível (macro-escala) através de uma superfície antes de sair? Ou isso é simplesmente um BSDF especular sem intenção de modelar caminhos longos internos a uma superfície, para ser combinado com um BSDF difuso que adiciona esse componente?

(O modelo de microflake de renderização volumétrica normalmente separa difuso e especular ou é "difuso" simplesmente um caminho que salta tantas vezes que a direção de saída é distribuída uniformemente?)

John Calsbeek
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Respostas:

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O objetivo do modelo de Heitz et al. É praticamente o oposto do espalhamento subterrâneo: eles consideram apenas o espalhamento superficial, ou seja, o raio nunca pode entrar no material.

Como os microfacetes são de natureza estatística, eles podem reformular seu problema de forma que possa ser resolvido por microflocos, o que lhes permite calcular propriedades como o caminho livre médio para derivar um procedimento de amostragem em campo de altura. No entanto, apesar de usarem a teoria de microflocos, eles ainda resolvem o mesmo problema de espalhamento múltiplo em microfacetes, e seu resultado ainda é um BSDF, não um modelo de espalhamento de subsuperfície.

Por ser um BSDF, o caminho sai no mesmo local em que atingiu a superfície. Isso também é mencionado na introdução:

Observe que nosso processo de dispersão de volume modela a interação com uma superfície, mas sua aplicação na renderização é virtual, pois não ocorrem deslocamentos, ou seja, o local do incidente e da saída é o mesmo e a radiometria plano-paralela resultante produz um BSDF.

Benedikt Bitterli
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