上节课内容回顾：Lecture17_材料与应用（Materials and Appearances）
本节课内容主要分为两个部分讲解 “Advanced Topic in Rendering”
第一部分：高级光线传播
首先看光传播前沿内容总览：
一、无偏的光线传播方法
有偏和无偏定义及区别：
（一）双向路线追踪（BDPT）
从光源、照相机分别发出路径，再对两条半路路径进行双向连接：
适用场景及缺点：
（二）Metropolis 光传播（MLT）
Metropolis是人名，国内相关文献翻译翻译为 大都市光线传播，不准确。
定义：
马尔科夫链：当前有一个样本，生成与其详尽的下一个样本。 ==> “产生更多的样本”
适用场景及效果：
MLT缺点：
二、有偏的光线传播方法
（一）Photon mapping
定义：
caustics 是指有光线聚焦产生的图案，国内有的翻译为“焦散”是不准确的。因为没有发生“散射”的过程。
步骤：
Poton Mapping（光子映射）小结：
why biased?
因为是\(\Delta N / \Delta A\)，\(\Delta A\) 是实际的面积，\(\Delta N\)是有限光子，与 \(dN / dA\) 并不能完全相等。所以是有偏的。
（二）顶点连接和合并（VCM）
Vertex Connection and Merging（简称VCM），在电影中被广泛应用。定义：
三、Instant radiosity（IR）
定义：
优点 & 缺点：
第二部分：复杂外观建模
一、非表面模型
（一）Participating media
所谓的是指雾、云等这类效果（材质）：
定义：
光线传播分为：吸收、散射。
Participating Media: Rendering
应用效果：
（二）Hair / fur / fiber（BCSDF）
1. Hair Appearance
看两张图即可发现，有的部分有高光区域。
高光类型：有色、无色。
-
Kajiya-Kay Model
Kajiya-Kay Model表现结果： -
Marschner Model
Marschner Model原理：
Marschner Model效果：
2. Fur Appearance
如果使用人发的材质模拟动物毛皮，效果并不好。如下图对比：
于是在人发的圆柱模型中，加入髓质，引入了“髓质模型（medulla）”。
medulla效果：
- Double Cylinder Model
使用效果 ——《猩球大战》
（三）Granular material（颗粒材质）
可以模拟以下材质：
表现效果：
二、表面模型
（一）Translucent material（BSSRDF）
这种材质主要是一些类似玉、水母这种透明度的视觉效果，但又不能将其笼统称为半透明材质。效果如下：
反映到物理上：次表面散射（Subsurface Scattering）
散射函数定义：
Dipole Approximation [Jensen et al. 2001]
用两个光源近似次表面反射的效果。
BRDF vs BSSRDF效果：
BSSRDF渲染后更加圆润逼真：
BSSRDF： 对方向和面积均要积分。
（二）Cloth
cloth的原理：一股一股细绳编织缠绕而成，eg.下图：
cloth——对表面渲染：
给定编织模式，计算总体，使用BRDF 进行渲染：
效果：
（三）Detailed material（non-statical BRDF）
动机——计算机模拟的并不真实：
例如，下图是计算机模拟效果，很平滑。
但是，真实世界中的效果，会有类似磨痕一样的视觉效果。于是引入了Detailed material。
Racap : BRDF 微表面
Statistical NDF vs. Actual NDF
定义细节：
但是因为计算量太大，导致渲染时间太长：
逐个追踪单根光线，很多光线其实并没有实际作用。
于是solution——BRDF over a pixel
Recent Trend: Wave Optics
三、procedural appearance
通过加入噪声函数，在没有材质的情况下定义细节，例如下图：
复杂的噪声函数，酷炫的应用效果：
由于时间原因，很多细节没有展开细讲。主要是梳理了PPT的脉络。若出现内容等其他问题，欢迎斧正交流。