A felszín alatti szórás ( angolul Subsurface scattering , SSS) a háromdimenziós számítógépes grafika szoftvertechnikája (módszere), amely a fény áttetsző testeken keresztüli terjedését írja le. A felszín alatti szórás lényege, hogy szimulálja a fény terjedését áttetsző szilárd testekben (tárgyak, anyagok). A felszín alatti szórás a fényterjedés mechanizmusát írja le, amelyben a felületén át áttetsző testbe behatoló fény magában a testben szóródik, és ismétlődően visszaverődik a testrészecskékről véletlenszerű irányban és szabálytalan szögekben. Ennek eredményeként a fény egy olyan kilépési ponton lép ki az objektumból, amely eltér a tárgy belépési pontjától. A felszín alatti szóródás fontos szerepet játszik mind a valós idejű , mind az offline 3D számítógépes grafikában . A felszín alatti szórás szükséges az olyan anyagok helyes megjelenítéséhez , mint a márvány , bőr , tej , jade , viasz (paraffin) és sok más.
A modern számítógépes grafikában használt anyagok többsége csak a fénynek a tárgyak felületével való kölcsönhatását veszi figyelembe. A valóságban sok anyag enyhén áttetsző. A fény áthalad az anyag felületén, amelyen belül részben elnyelődik, részben visszaverődik és szóródik, és ennek következtében egy része elhagyja az anyagot, de más szögben, más intenzitással és más helyen. A bőr jó példa erre: a bőrfelületet érő fénynek csak körülbelül 6%-a verődik vissza közvetlenül; 94%-a megy át a fent leírt átalakulásokon [1] . Az abszorpció az áttetsző anyagok velejárója. Minél tovább halad a fény egy anyagon, annál több fényt nyel el az anyag. Ennek a hatásnak a szimulálásához meg kell határozni azt a távolságot, amelyet a fény megtett az anyagon.
A felszín alatti szórás megvalósítására többféle módszer létezik. Az első módszer mélységi térképek használatán alapul . A második módszer textúrateret használ. A harmadik módszer mindenféle hamis (hamis) megközelítés, amely a felszín alatti szórási algoritmus használatának látszatát kelti, de ezt a hatást más módon éri el.
A mélységi térkép módszer megkeresi azt a távolságot, amelyet egy fénysugár megtett egy tárgy belsejében, és ez alapján kiszámítja a szóródást. A módszer lényege, hogy a mélységi textúrából (a fényforrás helyzetéből) leolvassuk az értéket. Ily módon a mélységtérkép módszer nagyon hasonlít az árnyéktérkép módszeréhez . [2] A jelenet a fényforrás szemszögéből mélységi térképpé jelenik meg; így megmarad a távolság a legtávolabbi felülettől. Ezután a mélységtérkép szabványos projektív textúratérképezéssel a felületre kerül kivetítésre , majd ezt követően a jelenet új módon jeleníthető meg . Ebben a lépésben egy adott pont árnyékolásakor egy egyszerű textúra-kereséssel meghatározható a távolság a fénytől azon a ponton, ahol a fénysugár áthaladt a felületen. Ha ezt az értéket kivonjuk abból a pontból, ahol a sugár elhagyta a tárgyat, megkaphatjuk azt a távolságot, amelyet a sugár megtett a tárgyon belül.
Az ezzel a módszerrel kapott távolságérték többféleképpen felhasználható. Az egyik ilyen módszer a távolság értékének használata az indexben, amelyet a művész közvetlenül használ egy egydimenziós textúra létrehozásakor, amely exponenciálisan csökken a távolsággal. Ez a megközelítés más hagyományosabb világítási mintákkal kombinálva lehetővé teszi különféle anyagok, például jade és viasz létrehozását .
Ha a felszín alatti szórást alkalmazó modellek nem konvexek, akkor problémák merülhetnek fel. Ezt a problémát azonban a „ mélységi peeling ” technikával (szó szerint orosz mélyhámlasztás ) oldják meg [3] . Hasonlóképpen, a "mélységi hámlasztás" felhasználható a felszín alatti változó sűrűségű anyagok, például csont vagy izom figyelembevételére, így pontosabb diszperziós modelleket kaphatunk.
A felszín alatti szórás egyik legnyilvánvalóbb hatása a szórt (diffúz) fény általános elmosódása. A diffúziós függvény tetszőleges megváltoztatása helyett a diffúzió pontosabban modellezhető textúratérben történő szimulációval. Ezt a technikát először a The Matrix Reloaded [4] -ben használták arcok renderelésére, és azóta az interaktív 3D grafikákban is használják.