毛髮渲染應該算的上是所有渲染中最難的一項了，因為渲染師的功力決定渲染物件能否騙過觀眾的眼睛，達到以假亂真的效果，很遺憾的是，放眼看去，不論是國內還是國外，毛髮渲染都是大問題。

2015年3D動畫電影《大聖歸來》上映，很多人看過電影之後，都生出了一種國漫崛起有望的欣慰之心。相比於以往國產動畫簡單粗暴的畫風來講，《大聖歸來》採用了實景拍攝和CG製作相結合的方式，所以動畫不論是人物還是場景看上去都很逼真，畫面也是唯美夢幻十足。

毛髮渲染一直是國內CG製作方面的短板，不僅僅是因為技術限制，還有每幀價格高昂的渲染費用，如果這一切沒有“金主”加持是很難實現的。

想要讓CG製作中的毛髮看起來逼真自然，真的是一個既複雜又簡單的問題。簡單的是在動畫角色建模時對角色的每根毛髮單獨建模渲染，這樣就可以做出自然隨意的毛髮造型。複雜的是由於毛髮串的數目巨大且排列錯綜繁複，導致計算次數過多不適合實時應用。

為了節省渲染時間和製作成本，很多人就選擇了對鄰近區域的毛髮建立單一的模型，讓這些毛髮具有相似的造型和機械行為，以降低模型的複雜度和減少計算量。但是這種做法的缺點就是形象失真，角色皮毛沒有蓬鬆感。

毛髮渲染這方面的技術問題不妨以迪士尼作為參考。在動畫電影方面迪士尼是行家，他們又是如何解決動畫人物負責的頭髮和皮毛的呢？

光線的處理對毛髮渲染很重要，不同的光打在不同角度所呈現出來的效果決定了動畫形象看上去是否自然，迪士尼的全域性光照渲染器Hyperion可以讓動畫片的場景和人物的真實感大大提升。

渲染器Hyperion的研發初衷是為了《超能陸戰隊》裡胖乎乎又溫暖的大白，這個半透明的胖子在渲染過程中遇到了光線問題，而Hyperion的主要作用就是追蹤光線軌跡，它可以處理所有的光線，對它們進行分類，然後計算投射在某一點上的所有光線，Hyperion每幀可以計算上百億條光線，這款凝聚了迪士尼兩年心血的渲染器用在毛髮渲染方面效果也是意外的好。

《瘋狂動物城》去年可算是在朋友圈刷了屏，朱迪和尼克這對兔子和狐狸的奇特組合征服了很多觀眾，在電影中有總共有64個不同的物種，相當於約80個不同的人物模型。其中主角兔子和狐狸每個都要求250萬的毛髮，長頸鹿角色有900萬的毛髮，甚至沙鼠也要48萬。這部動畫片裡，各種各樣的動物，各式各樣的毛髮該如何渲染對迪士尼來說是一個大挑戰。

迪士尼透過iGroom軟體製作了一個「虛擬皮毛層」，動畫製作者可以透過調整「虛擬層」的厚度來表現出毛髮的「濃密感」，看這個胖乎乎的豹警官毛茸茸的臉就是透過這個技術製作出來的，是不是很想摸一把？

另外迪士尼在渲染器Hyperion獨有的光線軌跡追蹤功能上添加了“皮毛模式”，在不同動物的皮毛身上，Hyperion完美還原了出了光照的效果。

所以，想要讓毛髮渲染達到以假亂真的效果，有兩點很重要。

首先，要認真觀察所渲染物件的真實毛髮狀況是怎樣的。

《金剛骷髏島》裡巨型金剛毛髮佈滿全身，有1900萬根之多，製作團隊專門闢出兩位組員負責金剛的毛髮部分，兩個人花了將近一年時間，僅僅為了讓金剛的捲毛能夠變化方向。他們研究了金剛不同部位毛髮長短和生長方向，以及自然狀態下和有風時毛髮的變動方向，甚至還專門開發出了一項新技術，可以在金剛的毛髮上新增樹葉、棍子和結塊的泥土，以及圍繞金剛轉的小飛蟲，只為達到逼真的效果。

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然後，是儘量擴大采樣率。

毛髮是一種非常高頻的幾何，取樣率偏低的話捕捉資訊就會變得很困難，所以增加超取樣數量是解決問題的方法。如果為了節省成本在建模時採用的模型過於單一，渲染後就會出現呆板僵硬的問題。

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