unity3d Human skin real time rendering plus 真实模拟人皮实时渲染 plus篇

最近逃课做游戏，逃的有几门都要停考了，呵呵呵，百忙之中不忘超炒冷饭，感觉之前的人皮效果还是不够好，又改进了一些东西

首先上图

放大看细节

显而易见的比上次的效果要好很多，此次我把模型用3dmax进行了细化，模型裂缝情况有所好转，但是嘴唇等处还是有明显裂缝（没办法，网上没有比这个再细致的贴图了）

去除了之前所有大量的rim，换成了SSS次表面散射之前一篇文章详细讲过，
SSS次表面散射的参数真心难调= =；
漫反射换成了基于物理的Oren Nayar反射模型

specular

高光反射与之前一篇相同，这里简单介绍下

BRDF首先由Fred Nicodemus在1965年提出

L是辐射率，或射线方向中立体角的能量，E是辐照度，或每单位角度的辐照能，theta_i是法线与wi的夹角,i表明是入射光incident light，r表明是反射光reflected light。

Cook-Torrance模型

F(l,h)是菲涅尔函数，
D(h)为分布函数，这个函数负责表面的光滑度，高光的形状与大小，也与粗糙度相关，可以达到完美镜面反射。
G(l,v,h)是几何函数，

			float _SP = pow(8192, _GL);
			float d = (_SP + 2) / (8 * PIE) * pow(dot(n2, H), _SP);
			float f = _SC + (1 - _SC)*pow(2, -10 * dot(H, lightDir));
			float k = min(1, _GL + 0.545);
			float v = 1 / (k* dot(viewDir, H)*dot(viewDir, H) + (1 - k));

			float all = d*f*v;

		
			all = saturate(all);
			diff = (1 - all)*diff;
			diff = saturate(diff);


			spec3 *= Luminance(diff);
			spec3 = saturate(spec3);
			spec3 *= _SpecularPower;

diffuse

Oren–Nayar 反射模型由 Michael Oren和 Shree K. Nayar研发，是依据粗糙表面的漫反射模型，可以模拟很大范围的物体，混凝土，塑料，沙子等。
它是基于物理的反射模型。
现在大多数情况都在用Lambertian 模型，包括unity的diffuse，编写surface shader的都知道，有lambert光照。Lambertian 模型在所有方向均匀的反射所有光线，这种方法模拟的diffuse不怎么真实，没有根据roughness 粗糙度来计算漫反射。

真实图像与Lambertian和Oren–Nayar的比较

Oren–Nayar和Lambertian 的亮度曲线

具体求法和wiki中的一样
Sigma是表面粗糙度
E0是正面照射时的辐照度
Rho是表面反射
中间的步骤比较简单

最终公式为

风之旅人journey 中的沙子渲染也用了这种方法