3D眩酷技巧(三)次表面散射,体积云雾,积光,SpeedTree

天の川

次表面散射（SubSurface Scattering，简称3S）
目前使用次表面散射效果的游戏极少，似乎就只有《孤岛危机》。它主要用于模拟不完全透明材质内部表现出的一种真实光影特效。当灯光照射到玻璃或清澈的液体表面时，灯光会穿透这些介质，3S效果可用来模拟灯光进入介质内部后发生的散射。

《孤岛危机》中树叶的透光性




3S的另一个重要用处在于表现光源照射下的人物皮肤，换句话说，要想表现真实的皮肤材质，3S效果必不可少。目前的许多游戏在人物皮肤的渲染上就因为缺乏3S效果而显得塑料化、橡胶化。

《F.E.A.R.》、失落的星球（还是原生dx10游戏）人物缺乏3S效果，塑胶感较大。


CryEngine 2使用3S效果生成的人物脸部

《孤岛危机》的人物脸部效果非常出色！

照片级的CG图，同样采用了3S，效果惊人！



体积云/体积雾（Volumetric Clouds/Fog）
       简单地说，在游戏中的体积云就是使用图像引擎来模拟真实云雾半透明、无规则的表现效果。

      在早期游戏中，实现云雾烟火效果的方式常常使用贴图的方法。CS中可以很清楚的看到这一点。将烟雾品质改为“低”时，CS中烟雾的表现如同灰白色的墙壁一般。采用云雾烟火贴图的游戏经常会降低透过云雾贴图之后远景效果，甚至替换远景贴图，仔细观察就会发现，而体积云则不会。

CS的烟雾弹效果，可以看到层状的材质


《使命召唤4》在关闭烟雾柔化后，也表现出同样效果。

事实上，体积云本身的定义就比较模糊，欧美业界的观点是：通过3D引擎实时生成的、能够随时间流逝而自动改变的、能够和物力引擎互动产生变化的（比如飞机飞过云雾散开），才能称为体积云/体积雾。
《孤岛危机》中采用的就是体积云效果

  


《冲突世界》也大量使用了体积云



《生化冲击》在DX10才能开启体积云效果

体积光（Volumetric Light）
先来看下面一个现实世界的光线图，在3D图形中要实现这种效果就是体积光（Volumetric Light）。目前的游戏都是在DX10下才有体积光效果，看来是得益于DX10的渲染架构的改进，使体积光这种高级特效得以更容易地在游戏中实现。

《冲突世界》的招牌DX10效果－体积光

《孤岛危机》作为DX10的招牌游戏当然少不了体积光效果。

CryEngine 2演示视频，可以注意到，当主角经过时，枪支会被透射的光线照耀到


《孤岛惊魂》《半条命2：失落的海岸线》的光束效果似乎比较生硬、呆板，光照强度一成不变，也不会留下恰当的阴影，显然是预先安排好的，并非真正的体积光效果。


SpeedTree
       SpeedTree是一个专门的植被引擎。其技术最大的特征就是可以在使用极少多边形的情况下创造出高度逼真的树木和植物，并且可以调整风速效果，使得这些植物随着风的吹动而真实地摇动。游戏开发者就可以直接在特定地形上生成整个森林，无需将树一棵一棵地设置在相应地点上，大大提高了工作效率。并且通过SpeedTree的代码优化技术，画面上数量繁多的枝叶不会对画面帧数造成太大影响。
虚幻3引擎整合了SpeedTree技术，虚幻3引擎制作的游戏都可以用SpeedTree技术快速生成大量高品质的植被


《上古卷轴4》用SpeedTree创造了一个神奇的世界。


《冲突世界》也使用了SpeedTree技术。

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