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什么是真实感渲染？就是通过3D渲染软件创造出逼真的图像，仿佛物体真的存在于我们的眼前。它利用基于物理的虚拟灯光、相机和材料，让一切都栩栩如生。而且，这种技术不仅降低原型制作的成本，还深受各行各业的喜爱，比如汽车、照明和化妆品行业。
真实感渲染是通过使用LightTools和LucidShape这样的光学软件来完成的。在软件中，我们详细设定材料的光学属性，并通过仿真处理获得逼真的光线渲染效果。当然，我们的目标是生成尽可能接近现实的图像。为了实现这一点，了解所使用材料精确的光学特性至关重要，新思科技的光学设计工具可以直接且精确地测量出这些光学属性。
新思科技解决方案
新思科技拥有一个10,000洁净度等级的实验室（ISO7），具备直接测量材料光学特性的能力。该实验室完全处于暗室中，温度和湿度皆受到精密控制，同时还配备了各类专业仪器。
新思科技REFLET 180S分布式光度计
新思科技高镜面测试平台(10 米)
视频光度计
照度计
亮度计
分光光度计
积分球：6英寸
通过这些仪器，我们能够精确地表征许多材料的光学特性。利用这些仪器获取光学特性数据有两种方式：使用新思科技SmartStart测量服务和新思科技SmartStart 库。
SmartStart 测量服务
使用新思科技 SmartStart测量服务，客户需提供样本并选择所需的测量方式。我们会根据需求和期望为光学开发者们选择最佳的测量方法。
根据特定标准，如入射角或波长等，可以定制化测量以满足客户的要求。每种测量类型的价格将有所不同。通常情况下，在接到订单和样本后三周内交付结果。
SmartStart库
通过新思科技SmartStart库，开发者们能够获取我们实验室测量的光学属性数据。该选项可作为LightTools和LucidShape用户单独授权的模块使用。在无需支付额外费用的前提下，该选项除了能够提供访问不断更新的材料库，还允许客户针对新的材料提出测量要求。这里需要注意的是，请求测量的样品必须存在于制造商的目录中，不能是自定义的样品或自定义测量。
通过新思科技测量服务的渲染效果
示例一：汽车导光板
在汽车领域，内饰和外饰都会用到导光板。
以下所示是 LucidShape 中展示的导光板设计，由透明的、非漫射的塑料材料组成，该材料被漫射塑料（更准确地说是体散射器）包围，该设计可以实现光在空间中的重新分布。为了完成设计，采用了具有朗伯特性的白色和黑色塑料作为壳体。
透明材料：
要对透明材料进行完全表征，需要两个测量：折射率测量，如左图所示，和光谱透射率测量，如右图所示。
为了测量折射率，使用定制的商用折射仪获取折射率随波长变化的光谱曲线。
光谱透过率等于光入射到表面的透过功率和入射功率的比。它考虑了镜面的和散射的透射光。测量的思路是在所有方向上收集所有的透射光。在实践中，使用连接到光谱探测器的积分球，样品放在积分球的入口处，然后测量入射光的透射强度（积分球入口处没有任何东西），由此计算出样本的光谱透射率。
漫射塑料：
为了对这种材料进行全面的表征，需要进行体散射测量，以对塑料中悬浮微粒引起的散射进行建模。体散射无法直接测量。取而代之的是，在LightTools中开发了一种方法来确定Gegenbauer和Mie模型的散射参数值。该方法基于对同一种样品在四个不同厚度下进行的二维双向透射分布函数（BTDF）测量，这些测量是使用新思科技Reflet 180S分布式光度计完成的。该仪器的性能数据摘要如下表所示。
LightTools 的方法是使用四次BTDF 测量来找出模拟这种材料中发生散射所需的参数。
我们可以选择以下任意一种体散射粒子类型：
Gegenbauer模型：基于从该模型获得的平均自由程、Alpha 和 g 参数。
Mie 散射模型：基于获取的粒子半径、密度和折射率。
当然，我们还要验证计算的数据，确保提供的模拟结果与测量相同。
壳体：
为了对壳体的两种朗伯塑料（黑色和白色）进行完全地表征，需要进行双向反射分布函数（BRDF）和反射率测量。
BRDF 是用新思科技REFLET 180S 执行的。如下图左边所示，BRDF是散射角的函数。正如预期的那样，曲线是平的。当然，黑色塑料的水平部分比白色塑料的低：黑色的约为理想朗伯模型的 5%，白色的几乎理想朗伯模型的 95%。
除了位于反射空间外，反射率测量与透射率测量类似。它描述了从表面或光学元件反射出的光有多少。测量包括将所有反射信号（散射+镜面）积分到一个球体中，由入射光束的总反射功率进行归一化。在实践中，对于反射率，样品放在球体上，背面是黑色的以避免透射，并通过激光源照亮。然后，测量朗伯光谱的反射强度。知道校准的参考反射率后，计算出样品的反射率，如下图右边所示。
所有的测量结果都直接导出为 LucidShape 格式并应用到我们的设计中。
以下是以不同的标尺和不同的环境亮等级的结果。
示例二：汽车尾灯
另一个汽车应用中的逼真渲染示例是尾灯，如下图所示。它由几种材料组成：
透明塑料：用于透镜外壳的透明塑料，用于转向透镜和位置透镜的橙色塑料，以及用于位置和停透镜的红色塑料。
灯泡或镜面和高斯反射器的玻璃。
对于透明塑料和玻璃（用绿色文字标注），进行了光谱透射率和折射率的表征。
对于高斯反射器，使用新思科技REFLET 180S进行BRDF测量，并使用积分球进行反射率测量。
对于镜面反射器，在镜向范围进行小的方位角步进的BRDF测量（通常在镜向的10°和1°范围）。
利用这些测量结果，渲染模拟的结果如下图所示。看起来像一个真实的尾灯！
结语
真实感渲染技术让开发者能够在设计初期就获得逼真的渲染效果，从而更好地进行设计调整，大幅降低原型制作的成本，提高产品设计效率。