🕹️OpenGL丨眼部渲染 - 皮肤渲染(7)

阶段性成果： Todo：

• Precomputed Light Refraction
• SSR
• Sclera Wrap
• Redness Shading

置入渲染素材

在先前的渲染框架上，我们将眼球与睫毛的模型导入，分配Shader，并于MASS的PBR pass时绘制。我为皮肤以外的元素创建了一组新的帧缓冲（temp_other_ms&temp_other），以便在SSSS的最后与后处理后的皮肤组合。

有个别实现细节在这里记录一下：

• 眼球渲染
  • 素材包中分别提供了虹膜（iris）和巩膜（sclera）两张贴图。在引入眼部折射前，我们先暂时利用一个mask来将二者组合。

• 睫毛渲染
  • 睫毛的原始obj文件中分了三层睫毛，使用时在maya中进行了一次排序后重新导出，可以暂时避免半透明排序的问题。不过这个素材的贴图清晰度不够高，非特写视角就会糊成一团....想实现暴雪的效果可能需要改成分组插片的毛发面片（后续暂时换成扭曲毛流了（?）

环境光反射

之前的单光源渲染遇到高反射率的表面就显得过于单薄了，环境光反射可以为眼部渲染的真实性带来巨大的提升！ 对比看看： 为模拟眼皮和睫毛对于反射的遮挡，引入一个Occlusion Mask来控制高光的范围：

眼角湿度

眼部的水分填充了眼球和眼眶模型的间隙，通过摄像观察，巩膜上水分的不均匀分布会影响高光的边缘形状，且在眼眶交接处由于堆积而形成线形高光。

首先是巩膜的反射，暴雪引入了一张法线噪波来控制表面的微小起浮。

然后是眼眶堆积的水分，暴雪建立了三个状态的模型，使用BlendShape来控制中间状态。

应用效果如图：

基于物理的视线折射

让我们回到眼球的结构，可以发现，眼球在虹膜和角膜中间存在着一个“前房”的腔体，内部充满了房水，当视线穿过前房时就会发生折射。我们可以使用视差贴图来实现这种效果，但基于物理的折射的效果会更好一些。

基于物理的折射的前提条件是眼球的模型相对准确，前房的区域会沿眼轴突出。或者也可以引入一张贴图来记录前房的突出程度height。

折射向量可以使用Real-Time Rendering book (Section 9.5. Refractions)的公式计算：

float w = ior * dot( normalW, viewW );
float k = sqrt( 1.0 + ( w - ior ) * ( w + ior ) );
float3 refractedW = ( w - k ) * normalW - ior * viewW;

应用效果如下：

角膜缘环

边缘环是虹膜结构的渐变区域，可以通过S形曲线插值虹膜和巩膜来获取这个柔和的渐变边缘（巧了 本能就用的smoothstep）。 从正面观察时，真人眼部的边缘环颜色会比虹膜更深，但这一特性从侧面观察就变得没那么明显。显然我们现在的模型还没有这样的光照效果，这是因为在上一步中我们只模拟了光线从虹膜->房水->相机的这部分折射，光线入射时的折射还没有模拟出来。

by ERIN.Z