ზედაპირქვეშა გაბნევა

Subsurface Scattering

SSS მატერიალი C4d-ში(წყარო).

        მოცულობითი რენდერი ერთერთი ყველაზე რთული ნაწილია ფიზიკაზე დაფუძნებული რენდერის და ის კიდევ უფრო რთული ხდება, როდესაც გამბნევი გარემო შემოსაზღვრულია ზედაპირით. ასეთ შემთხვევაში მრავალი მნიშვნელოვნობით შერჩევა (MIS) ვერ გვეხმარება, რადგან გამბნევ სივრცულ ნაწილაკებზე განათების შერჩევა უმეტეს შემთხვევაში უძლურია. განათება ზედაპირს გარეთ მდებარეობს და ერთადერთი შანსი, რომ განათებას მივაგნოთ არის ფაზური ფუნქციის შერჩევა(ანუ შემთხვევითად არეკვლა სივრცულ ნაწილაკზე). ასე რომ თუკი ზედაპირქვეშა სივრცულ ნაწილაკებზე მკვეთრი პირდაპირი განათება მოდის მხოლოდ უხეში ძალის მეთოდის(brute force) გამოყენებით ძალიან დიდ ხმაურს მივიღებთ და თუკი შემომსაზღვრელი ზედაპირი მეტნაკლებად სპეკულარულია და განათების წყარო კი პატარა მაშინ შეიძლება საუკუნეები დაჭირდეს რენდერის გასუფთავებას.
        ზედაპირქვეშა გაბნევა ძალიან მოთხოვნადია საწარმოო რენდერერებში. ფიზიკაზე დაფუძნებული რენდერი რეალურ გარემოში არსებული მასალებისა, როგორიცაა მაგალითად ადამიანის კანი, ძალიან მნიშვნელოვანია კინო და ვიზუალური ეფექტების ინდუსტრიისთვის.

BSSRDF

        ორმხრივი ზედაპირზე გაბნევის არეკვლის განაწილების ფუნქცია (Bidirecional  Surface Scattering Reflection Distribution Function) აღწერს სინათლის ტრანსპორტირებას ნებისმიერ ორ სხივს შორის, რომლებიც ეცემიან ზედაპირზე, მაშინ როცა BRDF გულისხმობს რომ ორივე სხივის დაცემის წერტილი ერთია.(იხილეთ ქვემოთ მოცემული სურათი)

BRDF და BSSRDF სქემატურად. (წყარო)

        ერთერთი პირველი პრაქტიკული მეთოდი რომელიც ახდენდა BSSRDF-ის გამოთვას წარმოადგინეს Jensen-მა და Buhler-მა, რომელიც განსაზღვრავს ზედაპირის ორ წერტილს შორის დამოკიდებულების ფუნქციას რომელიც შესაძლოა დამოკიდებული იყოს სხვადასხვა პარამეტრებზე როგორიცაა მანძილი, ნორმალები და ა.შ. მეთოდი არის ორ ეტაპიანი: პირველ ეტაპზე ხდება ზედაპირზე წინასწარ განსაზღვრული რაოდენობის თანაბრადგანაწილებული წერტილების  მონიშვნა და ამ წერტილებში მოსული ენერგიის გამოთვლა, ხოლო მეორე ეტაპზე ხდება სხივების მიდევნება როდესაც ყოველ შეფერადების წერტილში ვახდენთ ახლოს მდებარე წინასწარ გამოთვლილი წერტილების მოძიებას და მათზე დაყრდნობით საბოლოო შედეგის მიახლოვებას. მეთოდს ასევე ახასიათებს ციმციმი ანიმაციებში, ჭირდება 2 ეტაპი გამოთვლებისა და მოითხოვს დამატებით მეხსიერებას რის გამოც ეს მეთოდი ძალიან არაპრაქტიკულია რეალთაიმ/პროგრესული რენდერერებისთვის.

1.წერტილების თანაბარი განაწილება ზედაპირზე.
2.წერტილებში განათების დათვლა.
3.bssrdf-ის მიახლოვება.
(წყარო)

        ასევე არსებობს ბევრი სხვადასხვა მეთოდი რომელიც ახდენს bssrdf-ის მიახლოვებას ერთი გავლით როდესაც არეკვლილი სხივის სათავის გამოთვნა ხდება შეფერადების პროცესშივე. ერთერთი ასეთი მეთოდი წარმოადგინა ასევე solidangle-მა რომელიც ახდენს სფეროს რადიუსის შერჩევას, შემდგომ სწეროზე წერტილის შერჩევას და მათ პროექციას ზედაპირზე ნორმალის და 2 ურთიერთმართობული მხების მიმართულებით. შედეგების გაერთიანება ხდება MIS-ის საშუალებით.

მარცხნივ-პროექცია ნორმალის მიმართულებით.
მარჯვნივ-პროექცია 3 მიმართულებით.

        ასეთ დროს სწორ ზედაპირებზე ვკარგავთ წარმადობას რადგან ვახდენთ წერტილების პროექციას 3-ჯერ რომელთაგან 2 ხშირ შემთხვევაში წარუმატებელია თუმცა, ხშირ შემთხვევაში მრავალი მნიშვნელოვნობის მეთოდით მიღებული შედეგი ბევრად უფრო ეფექტურია.

რადენდერებულია Arnold-ში.

        ზედაპირქვეშა გაბნევა ძალიან აქტიური კვლევის საგანია. აღსანიშნავია ის ფაქტი რომ დღემდე არ არსებობს მიუკერძოვებელი მეთოდი რომელიც ეფექტურად უმკლავდება ზედაპირევეშა გაბნევას. სწორედ ამიტომ საწარმოო რენდერერებში ძირითადად მიკერძოებული მეთოდები ჭარბობს.