介绍
在豪华汽车市场，装饰材料提供了越来越多的可能性。清漆木材是一种常用的材料，但它有一定的限制，如磨损、划痕、紫外线老化，需要维护。作为对策，可以应用特定的饰面来避免上述降解。
在本文中，我们将展示木材的外观如何根据饰面而演变：原木或清漆。以及用于表示这些光学行为的方法。
图 1 - Wood Ocean™ 模拟
对材料的评论
在处理光学应用的材料模型创建时，必须同时考虑体积（例如介电功能）和表面特性（例如反射率）。考虑到表面纹理，某些特定材料（如木材）的可见纹理可以被视为极具挑战性的再现。事实上，随机图案有时可能会覆盖整个表面，由于尺寸限制（可接受的样本量通常可达 15 厘米），因此无法使用传统测量设备进行物理表征。
另一种方法是测量谷物的一部分并使用所谓的“耕作”过程。一旦正确表征，该方法就包括在大尺度表面上重复该图案。然而，这种模式重复通常是可见的。
图 2-1 - 由于使用重复性太明显的模式而导致的良好耕作
图 2-2 - 由于使用重复性太明显的模式而导致的不良耕作
为了绕过这个问题，Eclat Digital开发了一种专门的方法来模拟这种无政府图案材料。结合工程师（测量和表征）和图形设计师（纹理）的特定技能，在使用 Ocean™ 运行光线追踪模拟时，可以考虑材质的大规模随机性。
有关此仿真过程的具体信息和案例研究可以在别处找到：
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https://eclat-digital.com/materials-in-virtual-world/
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https://eclat-digital.com/rd-and-graphic-design-collaboration-for-ocean-project/
木材创作
为了避免样品尺寸的限制， 我们将使用 Substance Designer 创建木材纹理。
我们将创建一个所谓的 “程序化”纹理。在图案工具的帮助下，噪声和 算术函数，我们可以创建无限可重复的模式，而没有任何 尺寸约束，因此没有可见的重复。
它是如何工作的？
首先，我们将了解如何使用图案和过滤器来表示木纤维。然后，这项工作的结果将用于设置木材的比色法。
目标是拥有可重复、准确且与实际样本所代表的现实一致的东西。如果以后使用这种材质需要缩放，由于使用了程序化纹理，将始终可以重新创建更高清晰度的版本。
目标是拥有可重复、准确且与实际样本所代表的现实一致的东西。如果以后使用这种材质需要缩放，由于使用了程序化纹理，将始终可以重新创建更高清晰度的版本。
图 3 - 低频程序模式 – 用于模拟光线在材料表面的行为的数据。
图 4 - 对木材精细结构进行修改和分离以接收颜色信息。在图表的右侧，分离的部分被混合以重新创建完整的木材漫反射颜色。
图 5 – 漫反射颜色的木质纹理结果
现在，我们将详细介绍每种木材的处理方法 表面处理：原始和清漆。
原木
我们从上面描述的纹理开始，我们将添加散射的光学特性（BRDF，本文的更多信息：https://eclat-digital.com/introduction-to-material-measurements-from-theory-to-rendering/），由使用角分光光度计进行的测量支持。我们会在木材上找到一种处理方法，使其具有轻微的光泽（抛光，木色？）和颜色不是很饱和。我们还注意到，粗糙度会扩散光线，这往往会使木材的色度变白。
图 6 - 木材的微粗糙度大大扩散了光线并减轻了木材的平均比色度。
为了验证这个假设，我们只需用一层薄薄的水膜润湿木材，水就会填充微观的粗糙度，使粗糙度变得平滑，颜色会大大变暗。
图7-水膜填充了粗糙度，消除了粗糙度的影响，观察到木材的“真实”颜色
清漆木材
这种情况的复杂程度最高。因为清漆会引入不同的效果来考虑。
首先，清漆将产生与上一节中描述的水膜相同的效果：清漆填充木材的粗糙度并使平均颜色变暗。
但在这里，我们考虑了一种轻微磨损的清漆。因此，我们引入了先前在物理样品上表征的缺陷：抛光、微划痕、划痕以及由于清漆干燥而产生的“橘皮效应”。这种效果在汽车油漆上通常很明显，并在反射中产生小波。
图 8 - 即使清漆填充了粗糙度并使颜色变暗，清漆中的少数缺陷也会非常轻微地扩散光线并增强整体的亮度。
这些微观粗糙度是在黑白图像的帮助下创建的，Ocean 使用这些图像来模拟材料表面的较高或较低区域，从而改变表面状况。
图 9 - 划痕和清漆微图案的高度黑白数据
车辆中的模拟图像。
我们使用了上述所有内容来模拟车辆中不同饰面的装饰仪表板：原始和清漆。
图 10 - 原木。我们注意到浅色和角落上的轻微光泽。
图 11 - 涂漆木材。清漆填充粗糙度，颜色较深。但是清漆的表面略微变亮了。左边：微划痕。右图：使反射起伏的橘皮效果。
这是我们最尖端的光学仿真技术，想了解更多，请直接私信我们。
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原文始发于微信公众号（视觉仿真实验室）：更精细的模拟—汽车内饰木饰面光学仿真
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