ATI研究：优化头发渲染技术，实现多层透明与各向异性效果

"HairRendering and Shading - ATI的优化解决方案，涉及多层透明度与各向异性效果的技术文档" 本文档详细介绍了ATI在2004年GDC（游戏开发者大会）上展示的一种头发渲染技术，该技术是当时头发渲染的最优解，包括对多层透明度和各向异性效果的支持。这种技术对于游戏行业尤其重要，因为头发在视觉表现上起着关键作用，尤其是在角色的外观上。 1. 头发渲染技术： - 使用多边形作为基础的头发模型，降低了几何复杂性，从而加快了深度排序的速度。 - 这种方法与现有的艺术制作管线集成良好，简化了头发模型的创建流程。 2. 头发模型创作： - 头发由多个层次的补丁组成，以模拟头发的体积感。这使得头发看起来更加立体且自然。 - 每个顶点都有环境光遮蔽（ambient occlusion），用于近似模拟头发的自我阴影效果，增强了头发的深度和质感。 3. 纹理应用： - 头发模型使用基础纹理，可能包含颜色、透明度和高光等信息，以实现逼真的外观。 - 可能还包括方向性纹理，以实现各向异性效果，即头发在不同光照下的光泽变化，使得头发看起来更加真实。 4. Kajiya-Kay和Marschner模型的结合： - 在着色器中，结合了Kajiya-Kay的头发着色模型和Marschner在2003年SIGGRAPH上提出的模型。 - Kajiya-Kay模型是经典的头发着色模型，考虑了光线在头发中的散射和吸收，而Marschner的模型则更深入地探讨了头发的光学性质，包括薄片效应和多层散射。 5. 简单的深度排序方案： - 为了有效处理大量的头发丝，采用了简单的深度排序算法。尽管简单，但能有效地处理头发丝之间的遮挡关系，提高视觉效果。 6. 性能考虑： - 提到了在电影"Final Fantasy - The Spirits Within"中，主角的头发渲染占据了大约25%的总渲染时间，强调了头发渲染的计算密集度。 - 使用多边形模型可以显著降低这个比例，提高渲染效率。 这份文档揭示了一种高效、逼真的头发渲染技术，通过优化的几何结构、深度排序算法以及先进的着色模型，解决了在游戏和影视行业中头发渲染的挑战，提高了头发的视觉质量和实时性能。