Efek apa yang harus saya perhitungkan untuk iris mata?

Iris (cincin berwarna-warni yang mengelilingi pupil mata) ditutupi oleh lapisan air, dan tampaknya memiliki elemen buram yang tertanam dalam elemen transparan dan transparan. Efek apa yang saya perlukan untuk membuat model agar iris terlihat realistis dari jarak dekat (iris mengambil lebih dari 20% area gambar)?

Apakah hamburan permukaan bawah diperlukan atau apakah transparansi cukup? Apakah perlu untuk memperhitungkan cahaya dari dalam mata yang masuk melalui pupil, atau bisakah belakang iris dianggap sepenuhnya buram? Apakah ada efek lain yang belum saya pertimbangkan?

Saya mencari untuk menghasilkan gambar diam offline - pendekatannya tidak perlu bekerja secara real time.

Sejauh ini saya sudah mencoba menutupi mata dalam film transparan tipis untuk mensimulasikan lapisan air, dan memperlakukan iris sebagai bagian dari bola transparan dengan untaian transparan yang diatur secara radial berwarna, diimbangi karena mereka berlapis dari depan ke belakang. Untuk mencegah efek yang tidak diinginkan dari cahaya yang menembus, saya telah mendukung iris dengan bagian bola hitam matt. Ini sepertinya masih memberi mata yang terlihat agak artifisial (anorganik) dan terputus sekalipun.

Saya mencoba untuk membuat karya ini dengan primitif geometris seperti bola, kerucut dan silinder, tapi saya terbuka untuk pendekatan menggunakan jerat segitiga jika itu membuka kemungkinan baru.

Untuk Iris yang realistis, Anda perlu:

1. Geometri : Irides sangat berbeda untuk orang yang berbeda dan penampilan mereka berubah secara drastis tergantung pada apakah pupil melebar (otot sphicter rileks) atau tidak. Anda tidak akan sampai di mana pun dengan primitif saja. Seluruh struktur seperti kain kerut tebal yang melar di air. Kerutan muncul dan menghilang saat bergerak. Gunakan perangkat lunak sculpting dan buku teks anatomi.

2. Bahan : Hampir tidak ada specular pada iris karena tersuspensi dalam (pada dasarnya) air yang memiliki indeks bias yang sama dengan jaringan. Saya tidak tahu nilai-nilai kekasaran karena saya belum pernah melihat Iris kering. Dengan model specular GGX , kekasaran 0.4 terlihat oke. Irides cokelat tampaknya lebih kasar, hampir seperti pasir yang sangat halus. Model peneduh yang menggunakan kekasaran dalam komponen difus akan bagus.

3. Tekstur : Sementara beberapa berwarna, sebagian besar irides di dunia berwarna cokelat. Anda tidak perlu terlalu banyak variasi di dalam tekstur, itu bisa sangat seragam. Buat itu relatif jenuh dan jangan coba-coba mengisyaratkan geometri di dalam tekstur dengan menggambar area gelap untuk bayangan atau oklusi. Memiliki peta normal. Jika mata dianimasikan, Anda harus membaurkan antara setidaknya dua peta normal untuk pupil yang melebar dan tidak berdasar. Saya tidak berpikir Anda memerlukan peta kekasaran, tetapi terutama untuk irides biru mungkin membantu.

4. Pembiasan dan refleksi pada kornea: Kornea (lapisan cairan yang melapisinya) bertindak sebagai lensa. Ini mendistorsi gambar iris seperti yang terlihat oleh kamera. Tanpa ini, tidak akan terlihat nyata, terutama ketika melihat mata dari samping. Hal yang tidak biasa tentang mata adalah bahwa, dari sudut pandang grafis, objek itu ada di dalamlensa. Jadi tidak ada persamaan lensa tipis yang akan menyelamatkan Anda. Anda harus membiaskan cahaya sekali, pada antarmuka antara lapisan air mata dan udara. Antarmuka lain (lapisan air mata ke luar kornea, lapisan dan membran di dalam kornea, di dalam kornea ke cairan ruang) tidak relevan karena indeks refraksi semuanya sangat mirip atau strukturnya sangat tipis. Satu-satunya struktur optik penting lainnya adalah lensa, yang berada di belakang iris dan dapat diabaikan. Bentuk kornea sangat penting, karena akan merusak segalanya. Orang dengan deformasi kornea seperti keratoconus memiliki mata yang terlihat aneh. Seluruh adegan juga harus bercermin pada kornea / cairan. Kami berharap dapat melihat pantulan sumber cahaya di atas iris / pupil.

5. The limbus : Melihat secara frontal di mata, ada cincin keabu-abuan sekitar Iris. Ini adalah bagian di mana kornea menyatu ke dalam sklera ("putih" mata), beralih dari transparan ke transparan. Di belakang limbus, secara anatomi, adalah sudut iridocorneal, di mana iris bertemu dengan sisa mata. Daerah ini tidak mungkin untuk dilihat karena pembiasan yang disebutkan di atas, itu benar-benar tempat yang belum pernah melihat cahaya. Cahaya yang dipancarkan dari sana mengalami pembiasan internal total pada antarmuka kornea, Anda tidak dapat melihatnya dari luar. Dengan demikian, terlihat sangat aneh ketika transisi dari iris ke mata lainnya terlihat. Anda memerlukan refraksi dan transisi bertahap dari kornea ke sklera untuk mendapatkan transisi ini dengan benar.

6. Penyebaran di bawah permukaan : Anda mungkin bisa pergi tanpa itu pada iris itu sendiri karena tidak akan pernah ada cahaya yang datang dari belakang, terutama dengan iris coklat (lebih banyak berpigmen -> lebih banyak pelemahan selama hamburan). Untuk beberapa arah cahaya, itu akan membuat perbedaan. Dan Anda membutuhkannya di kulit dan sklera di sekitarnya. Tetapi ini bukan efek yang paling penting.

7. Ambient occlusion : Anda membutuhkan SSAO (atau GI ) yang baik untuk membuat struktur halus menonjol. Hampir tidak ada specular, jadi Anda perlu isyarat visual lainnya untuk geometri. Pilih metode yang menggunakan normals Anda dari peta normal. HBAO akan bekerja dengan baik. Untuk render offline, GI akan dilakukan oleh renderer pilihan Anda.

8. Pencahayaan : Menggunakan beberapa metode berbasis fisik tidak perlu dikatakan lagi. Pencahayaan berbasis gambar, terutama untuk refleksi kornea. Di bawah sudut tertentu, pembiasan cahaya pada kornea mungkin menjadi relevan juga (hanya untuk lampu analitik). Postprocessing (bloom), terutama untuk refleks kornea.

Cahaya yang disebarkan dari retina, meskipun dapat dilihat melalui iris dalam kondisi yang sangat ekstrem selama beberapa pemeriksaan medis, sama sekali tidak relevan untuk tujuan normal. Pada dasarnya, cat retina hitam. Jika Anda ingin melangkah sejauh itu, Anda dapat menambahkan sedikit oranye-merah ke warna retina setiap kali cahaya yang kuat datang dari arah yang sangat mirip dengan kamera dan pupilnya melebar (seperti flash dari kamera). Tapi sejauh ini masih belum cukup kuat untuk menyinari iris. Hitam adalah perkiraan yang oke.

Daftar itu terlihat besar, tetapi Anda meminta fotorealisme;) Masih akan terlihat bagus jika Anda hanya melakukan setengah yang mudah dan memalsukan sisanya.

(Sumber: Saya melakukan pemrograman grafik untuk simulasi medis dengan fokus pada mata manusia)

Bahan:

• Pemodelan dan rendering mata manusia yang akurat secara anatomi (2007)
• Capture of Eyes Berkualitas Tinggi (Disney Research, Siggraph Asia 2014)