Blender 极致真实感：深度解析 Subsurface Scattering（SSS）材质效果与应用348

由于您提到的“3S效果”在Blender的官方术语中并非一个标准、普遍的称谓，根据我对Blender用户常见需求的理解，以及考虑到发音和功能相似性，极大概率您指的是“SSS效果”，即Subsurface Scattering（次表面散射）效果。 次表面散射是实现皮肤、蜡烛、玉石、植物叶片等半透明材质真实感的关键。
因此，我将围绕“Blender中如何添加Subsurface Scattering（SSS）效果”来撰写这篇文章。
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在三维渲染的世界里，追求真实感是永恒的主题。然而，仅仅依靠漫反射、高光和反射往往不足以模拟出某些特殊材质的独特魅力。尤其是对于像人类皮肤、蜡烛、水果、玉石或植物叶片这类能够让光线穿透并散射的物体，我们需要一种更为高级的着色模型来捕捉其内在的透光特性。这便是Subsurface Scattering（次表面散射），简称SSS，它能让你的Blender作品从“看起来像塑料”迈向“栩栩如生”。

本篇文章将作为一份全面的指南，带你深入了解Blender中的SSS效果，包括其原理、如何在Cycles和Eevee中实现、关键参数的详解、以及在不同场景下的应用技巧，帮助你为模型赋予惊人的真实感。

一、什么是Subsurface Scattering（SSS）？

想象一下，当光线照射到我们的皮肤或一块蜡烛上时，它并不会像照射到金属那样直接反射回来。相反，一部分光线会穿透物体表面，在内部经过多次折射和散射，然后从物体表面的其他位置射出。这种现象就是次表面散射。正是由于这种内部散射，我们才能看到皮肤的血管阴影、蜡烛的通透感，以及玉石的温润光泽。

在没有SSS的情况下，这些物体在渲染中会显得扁平、塑料感十足，无法展现其特有的柔软或深邃质感。SSS通过模拟光线在物体内部的复杂路径，为半透明材质带来了生命力。

二、Blender中SSS的实现方式与渲染器选择

Blender主要有两个渲染器：Cycles和Eevee，它们对SSS的处理方式略有不同，但核心原理相通。

1. Cycles渲染器：物理级精确的SSS

Cycles是一款基于物理的路径追踪渲染器，其SSS实现更为精确和真实。它主要提供了两种SSS模型：

Burley： 这是Blender默认的SSS模型，也是目前最常用的一种。它在渲染速度和真实感之间取得了很好的平衡，适用于大多数常见材质，尤其是皮肤。Burley模型允许你定义不同的颜色和半径来模拟光线穿透不同深度时散射的不同效果。


Random Walk： Random Walk是一种更先进、更精确的SSS模型。它通过在物体内部随机游走模拟光子路径，因此能产生更真实的散射效果，尤其是在薄边缘和复杂几何体上表现出色。然而，它的计算成本更高，渲染时间通常比Burley模型要长。对于追求极致真实感，且渲染预算充足的项目，Random Walk是更好的选择。

2. Eevee渲染器：实时高效的SSS

Eevee是一款实时渲染器，为了达到实时性，其SSS效果是基于屏幕空间（Screen Space）的近似计算。虽然在精度上不如Cycles，但它的速度优势使其成为预览、动画制作和游戏开发的理想选择。Eeve的SSS效果依然能提供令人信服的视觉表现，尤其是在适当的灯光和材质设置下。

建议：
在制作高精度静帧或电影级动画时，首选Cycles渲染器的Random Walk或Burley模型。
在需要快速预览、制作实时动画或游戏资产时，Eevee的SSS效果是最佳选择。

三、Principled BSDF着色器中的SSS参数详解

在Blender的Principled BSDF（原理化BSDF）着色器中，集成了所有实现SSS的参数。这是最推荐也是最便捷的SSS设置方式。

打开Shader Editor（着色器编辑器），选中你的材质球，在Principled BSDF节点中找到“Subsurface”部分，你会看到以下关键参数：

1. Subsurface（次表面）：

这是SSS的总开关和强度控制。默认值为0（无SSS）。将其值增加到0到1之间，即可开启SSS效果。较高的值意味着更多的光线会穿透并散射。

2. Subsurface Radius（次表面半径）：

这是SSS最重要的参数之一，由三个RGB颜色值组成（X、Y、Z）。它定义了光线在物体内部平均散射的距离，以及不同颜色光线散射的远近。


R (红色), G (绿色), B (蓝色)： 分别代表红、绿、蓝光线在物体内部散射的平均距离。


作用： 你可以通过调整这些值来模拟不同材质的特性。例如，皮肤对红色光的散射距离最远，所以皮肤的Subsurface Radius的R值通常会比G和B值高。蜡烛则可能对所有颜色光的散射距离都比较均衡。


单位： 这些值通常以Blender的单位（米）表示。因此，如果你在处理一个微小的物体（如昆虫），你需要设置非常小的半径值；如果是一个庞大的物体（如巨石），则需要更大的值。

3. Subsurface Color（次表面颜色）：

这个颜色定义了当光线穿透并散射出来时，物体内部的颜色。它与主体的Base Color（基础颜色）共同作用。


作用： 它不是物体表面的颜色，而是光线在物体内部被吸收和散射后呈现的颜色。例如，对于皮肤，Subsurface Color通常是偏红的深肉色，因为血液和组织吸收了大部分绿色和蓝色光。对于蜡烛，它可能是微黄的白色。

4. Subsurface IOR（次表面折射率）：

这个参数在Random Walk模型中可用，定义了光线进入和离开物体时折射的程度。对于大多数有机材质，如皮肤，IOR值通常在1.3到1.4之间。精确的IOR能让光线在物体内部的路径模拟更真实。

5. Subsurface Anisotropy（次表面各向异性）：

此参数在Random Walk模型中可用，控制SSS的各向异性。默认值为0，表示各向同性散射（光线均匀向各个方向散射）。正值会使光线更多地向光源方向散射（前向散射），负值则更多地向远离光源的方向散射（后向散射）。这对于模拟一些特殊纤维结构（如毛发内部或某些晶体）的SSS效果非常有用。

四、在Blender中添加SSS效果的详细步骤

以下是在Blender中为你的模型添加SSS效果的通用步骤：

1. 模型准备与UV展开

确保你的模型有干净的拓扑结构，并且已经正确UV展开。如果打算使用纹理贴图来控制SSS效果，UV展开是必不可少的。

2. 灯光设置

SSS效果对灯光非常敏感。优秀的灯光设置能够极大地增强SSS的表现力。


背光/轮廓光（Rim Light）： SSS在背光照射下表现尤为突出，因为光线能更好地穿透物体边缘，展现散射效果。


三点光（Three-Point Lighting）： 保持主光、补光、背光的经典设置，确保模型有足够的光照信息。


环境光（HDRI）： 使用高质量的HDRI贴图作为环境光能提供更真实的光照和反射信息，增强SSS的自然感。

3. 创建或选择材质

在Shader Editor中，为你的模型创建一个新的材质，并确保使用Principled BSDF节点。

4. 调整基础材质参数

在启用SSS之前，先设置好基础材质的颜色（Base Color）、金属度（Metallic）、粗糙度（Roughness）和法线贴图（Normal Map）等，确保模型的基本质感正确。

5. 启用并调整SSS参数

启用SSS： 将“Subsurface”参数从0增加到0.1到0.5之间，具体取决于你想要的效果。


选择SSS模型（Cycles）： 在“Subsurface Method”下拉菜单中选择“Burley”或“Random Walk”。对于皮肤等，推荐先尝试“Random Walk”以获得更佳效果。


调整Subsurface Radius： 这是最需要反复尝试的参数。


对于皮肤： 尝试R值在0.01-0.03米，G值在0.005-0.01米，B值在0.003-0.007米左右。具体数值需要根据模型的实际大小进行调整，并结合肉眼观察。


对于蜡烛/玉石： 尝试更均衡的RGB值，且值可能更大，因为这些物体通常比皮肤更透光。




设置Subsurface Color： 选择一个能反映物体内部散射颜色的颜色。对于皮肤，通常是偏红的肉色；对于蜡烛，可能是微黄的白色；对于玉石，则可能是其主色调的淡化版。

6. 使用纹理贴图控制SSS（高级技巧）

为了更精细地控制SSS效果，你可以使用纹理贴图来驱动SSS的某些参数，例如：

SSS Amount Map： 使用灰度图连接到“Subsurface”输入，控制物体不同区域SSS的强度（例如，耳朵和鼻尖通常比脸颊有更强的SSS）。


SSS Radius Map： 使用颜色图连接到“Subsurface Radius”输入，更精细地控制不同区域的散射半径（例如，脸颊脂肪较多，散射半径可能更大，而骨骼突出的区域散射较少）。


SSS Color Map： 使用颜色图连接到“Subsurface Color”输入，让不同区域拥有不同的内部散射颜色（例如，皮肤的血管区域可以更红）。

要连接这些贴图，只需添加一个“Image Texture”节点，载入对应的贴图，然后将其颜色输出连接到Principled BSDF节点中相应的SSS输入端口。

7. 调整渲染设置（Cycles）

SSS样本数： 在“Render Properties”->“Sampling”->“Advanced”中，可以找到“Subsurface”的样本数设置。增加此值可以减少SSS区域的噪点，但会增加渲染时间。


Denoising（降噪）： 启用Cycles的降噪器（如OpenImageDenoise或NVIDIA OptiX）可以有效去除SSS带来的噪点，从而在较低样本数下获得清晰图像，显著缩短渲染时间。

8. Eevee的额外设置

在Eevee中，确保在“Render Properties”->“Screen Space Reflections”下勾选“Subsurface Scattering”选项，并调整相关的质量和模糊参数，以获得更好的实时SSS表现。

五、SSS的常见应用场景

SSS效果的应用范围非常广泛，以下是一些典型的例子：

人类及生物皮肤： 这是SSS最经典的用途。正确的SSS能让皮肤看起来有血色、有弹性，避免“蜡像”或“塑料娃娃”的观感。


蜡烛与蜡像： 完美展现蜡烛被点燃时那种柔和的透光感。


水果与蔬菜： 像葡萄、苹果、番茄等，其表皮下的果肉能散射光线。


玉石、大理石、半透明宝石： 赋予这些矿物质温润、深邃的质感。


植物叶片与花瓣： 展现叶脉的透光和花瓣的娇嫩。


牛奶、果冻等半透明液体： 模拟光线在浑浊液体中的散射。

六、SSS效果常见问题与疑难解答

1. SSS看起来太假/太像塑料？

检查灯光： SSS对背光和边缘光非常敏感。确保你的灯光设置能突出SSS效果。


Radius值过小： 尝试增加Subsurface Radius，尤其是红色通道的值，对于皮肤等材质。


Subsurface Color不正确： 确保Subsurface Color能反映物体内部的颜色。


Subsurface值过低： 适当提高Subsurface的强度。


模型大小不匹配： SSS Radius值是基于Blender单位的。如果你的模型非常大或非常小，需要相应调整Radius值。

2. SSS渲染时间太长/噪点过多？

Cycles的Random Walk模型： 虽然真实，但计算量大。如果时间紧张，可以尝试Burley模型。


增加SSS样本数： 在渲染设置中找到SSS的样本数并适度增加。


使用降噪器： 启用Cycles的Denoising功能，这是最有效的减少噪点和缩短渲染时间的方法。


优化其他渲染设置： 检查全局渲染样本数、光线反弹次数等是否过高。

3. Eevee中的SSS效果不够好？

检查渲染设置： 确保在Eevee的“Screen Space Reflections”下勾选了“Subsurface Scattering”并调整了质量。


场景复杂性： Eevee的SSS是屏幕空间计算，如果物体被遮挡或场景过于复杂，效果可能会受影响。


灯光限制： Eevee的SSS对灯光穿透的模拟不如Cycles精确，需要更巧妙的灯光布局来弥补。

七、总结

Subsurface Scattering是Blender中一项强大而复杂的特性，它能为你的材质注入生命力，将普通的三维模型提升到令人惊叹的真实感水平。掌握SSS的关键在于理解其物理原理、熟练运用Principled BSDF中的参数，并结合精心的灯光设计。

不要害怕反复尝试和调整，尤其是Subsurface Radius和Subsurface Color这两个参数。通过不断实践，你将能够驾驭SSS，为你的Blender作品创造出令人信服的半透明材质效果。

2025-11-19

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