翻倒的汽车，飞行的导弹，以及在屏幕上飞驰的飞机——在现代计算机上，3D物体可以在一瞬间被计算出来。

然而，许多表面看起来仍然不自然。无论是皮肤、石头还是蜡——在电脑屏幕上，所有的材料看起来都一样，就好像所有的物体都是由同一种不透明的材料切割出来的。

这种情况即将改变:你维恩(维也纳)萨拉戈萨大学和视频游戏公司动视暴雪开发了一种新的数学方法，通过考虑表面下发生的光散射，使表面看起来更加真实。

来自下面的光

当我们把手放在太阳上时，它的边缘看起来是红色的，因为光线进入我们的皮肤。物体的外观受到材料内部光线散射的强烈影响。“这被称为地下散射”，Christian Freude说，他和Károly Zsolnai, Thomas Auzinger和Michael Wimmer一起研究新的渲染方法。“物体内部的散射是不同表面看起来如此不同的主要原因。皮肤看起来不像蜡，植物也不像石头表面，”克里斯蒂安·弗洛伊德说。

皮肤问题尤其棘手。一张脸可以被高分辨率渲染，拥有超逼真的细节，包括单个毛孔和微小的杂质;但这并不意味着它看起来是真实的。如果不把地表下的散射因素考虑在内，即使是一张造型完美的脸看起来也像是用一块晦暗的、不透明的、肤色较浅的石头凿出来的。

它是关于计算时间的

“原则上，我们可以模拟光在地表下散射的物理现象”，克里斯蒂安·弗洛伊德说。“但要做到这一点，我们必须模拟无数的光线，而渲染一张图片需要数小时。”因此，研究团队寻找一种方法，以在几分之一秒内达到类似的效果。这就是“ssss方法”(可分离次表面散射)的发展过程。

来自动视暴雪的Jorge Jimenez想出了基本的想法，并继续开发了一个类似的方法，特别是针对皮肤。迈克尔•维默(Michael Wimmer)教授表示:“在此基础上，我们制定出了展示任意材料的数学基础，例如大理石、蜡或植物。”“我们从计算单一光束在地表下的散射开始。有了这个结果，我们可以创建一个简单的滤镜配置文件，然后可以一次又一次地应用到图像上，”克里斯蒂安·弗洛伊德说。“计算机图像仍然是用传统方法创建的，然后我们用我们的ssss技术修改它，改善表面的外观。”

“我们寻求一种优雅的解决方案，可以应用到已经渲染过的图片上。我们方法的最终版本在标准的商用硬件上，每张全高清分辨率的图像只需要半毫秒”，Károly Zsolnai说。这意味着运动的平滑性不受影响。

Christian Freude说:“在实时渲染中加入地下散射的尝试以前已经做过了，但是到目前为止，计算时间对于实际目的来说总是太长了。”“我们现在已经能够将二维图像的修改减少到两个一维计算。这节省了计算时间，但仍能得到令人信服的结果。Thomas Auzinger说:“这种维度的降低是通过各种数学方法实现的，从精确的积分和数值优化到用户驱动的颜色轮廓模型。”

动视暴雪已经在使用这种方法了。该团队相信，ssss方法很快也将被用于许多其他应用。新方法将在《科学》杂志上发表。计算机图形学论坛，所以所有开发人员都可以自由使用新方法。

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了下:快速原型

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