Почему кожа не похожа на окрашенный пластик
Если свет падает на гладкую поверхность, он в основном отражается от неё — примерно так выглядит лакированная игрушка. Кожа устроена иначе: часть света проходит сквозь верхние слои, многократно сталкивается с клетками и микроскопическими структурами, а затем выходит наружу уже в другом месте. Это и есть подповерхностное рассеяние.
Из-за него освещённая точка влияет не только на соседние пиксели: свет как бы растекается внутри материала. На щеках, ушах и кончиках пальцев этот эффект особенно заметен, когда свет проходит сквозь относительно тонкие участки. Без него лицо в 3D может выглядеть резким и восковым: свет отделяется от поверхности, а мягкие переходы теряются.
Как это приближает компьютерная графика
Точно проследить путь каждого луча внутри кожи дорого, поэтому способ расчёта зависит от задачи. При трассировке лучей программа может моделировать многократные столкновения света с материалом. В интерактивной графике часто используют приближение: заранее задают, как свет рассеивается на разных расстояниях, а затем смешивают вклад соседних участков изображения.
Это не обычное размытие готовой картинки. Учитывается, сколько света попало на поверхность, каков цвет материала и насколько далеко свет может пройти, прежде чем выйти. Красные оттенки, например, способны проникать в ткани глубже, чем синие, поэтому корректное рассеяние помогает сохранить естественный цвет кожи при разном освещении.
Где заканчивается эффект
Слишком сильное рассеяние превращает лицо в восковую маску, а слишком слабое возвращает ощущение твёрдой оболочки. Художникам приходится настраивать материал с учётом освещения, толщины участков и типа кожи; упрощённые методы могут также ошибаться у контуров, где изображению не хватает данных о том, что скрыто за поверхностью. Поэтому «живость» создаёт не один волшебный фильтр, а согласованная работа света, материала и геометрии.
