我需要考虑眼虹膜的哪些影响？

虹膜（围绕眼睛瞳孔的彩色环）被一层水覆盖，并且似乎具有嵌入透明和半透明元素中的不透明元素。为了使虹膜看起来逼真的特写（虹膜占据图像区域的20％以上），我需要建模什么效果？

表面散射是必要的还是透明性足够？是否有必要考虑通过瞳孔进入眼睛的光线，还是可以将虹膜背面视为完全不透明？我还没有考虑其他影响吗？

我希望离线生成静止图像-该方法不需要实时工作。

到目前为止，我已经尝试用透明的薄膜覆盖眼睛以模拟水层，并将虹膜当作透明球的一部分，并以彩色透明径向排列的线束排列，因为它们从前到后分层。为了防止光线直射产生不必要的影响，我在虹膜上使用了无光泽的黑色球形部分作为后盾。这似乎仍使眼睛看起来有些虚假（无机）并且断开了连接。

我正在尝试使用诸如球体，圆锥体和圆柱体之类的几何图元进行此工作，但是如果这开辟了新的可能性，我愿意使用三角网格。

要获得逼真的虹膜，您需要：

1. 几何形状：虹膜对于不同的人有很大的不同，其外观会根据瞳孔是否扩张（括约肌松弛）而急剧变化。您将无法仅使用图元。整个结构就像悬浮在水中的厚而有弹性的皱纹布。皱纹随着移动而出现并消失。使用雕刻软件和解剖学教科书。

2. 材料：虹膜上几乎没有镜面反射光，因为它悬浮在（基本上）折射率与组织相似的水中。我不知道粗糙度值，因为我从未见过干燥的虹膜。使用GGX镜面反射模型，粗糙度0.4看起来还可以。棕色的irides似乎更粗糙，几乎像非常细的沙子。在漫射组件中使用粗糙度的着色模型会很好。

3. 质地：虽然有些是彩色的，但世界上绝大多数的铱都是棕色的。您不需要纹理内部太多的变化，它可以非常均匀。使它相对饱和，不要尝试通过绘制阴影或遮挡的深色区域来暗示纹理内部的几何形状。有一个法线贴图。如果眼睛是动画的，则需要在散瞳和未散瞳的至少两个法线贴图之间进行融合。我认为您不需要粗糙度图，但是特别是对于蓝色的铱可能会有所帮助。

4. 角膜处的折射和反射：角膜（覆盖在其上的流体层）起着晶状体的作用。这会使摄像机看到的虹膜图像失真。没有这个，它看起来就不会真实，尤其是从侧面看眼睛时。关于眼睛的不寻常之处在于，从图形的角度来看，对象位于内部镜头。因此，没有任何薄透镜方程式可助您一臂之力。您必须在泪液层和空气之间的界面折射一次光。其他界面（眼角膜外侧的撕裂层，角膜内部的层和膜，角膜内部与腔液的界面）无关，因为折射率都非常相似或结构非常薄。光学上唯一重要的结构是镜头，该镜头位于虹膜后面，可以忽略。角膜的形状很关键，因为它会使所有东西变形。圆锥角膜等角膜变形的人的眼睛看起来很奇怪。整个场景还必须反映在角膜/液体上。我们期望看到虹膜/瞳孔上方的光源反射。

5. 在角膜缘：在眼睛看正面，周围的光圈浅灰色的环。这是角膜合并到巩膜（眼睛的“白色”）中的部分，从透明过渡到不透明。从解剖学角度看，在虹膜缘后面是虹膜与眼睛的其余部分相交的虹膜角膜角。由于上述折射，无法看到该区域，从字面上看，它是从未见过任何光线的地方。从那里发出的光在角膜界面处经历全内折射，您不能从外面看。因此，当从虹膜到眼睛其余部分的过渡可见时，它看起来非常奇怪。您需要折射和从角膜到巩膜的逐渐过渡才能正确过渡。

6. 地下散射：您可能会在虹膜本身上没有它而逃脱，因为永远不会有来自背面的光线，特别是在棕色虹膜（色素沉重->散射时衰减更大）的情况下。对于某些光的方向，这将有所不同。无论如何，您都需要在周围的皮肤和巩膜上使用它。但这不是最重要的效果。

7. 环境光遮挡：您需要良好的SSAO（或GI）才能使精细结构脱颖而出。几乎没有镜面反射，因此您需要几何图形的其他视觉提示。从法线贴图中选择使用法线的方法。HBAO将运行良好。对于脱机渲染，GI将由您选择的渲染器完成。

8. 照明：不用说基于物理的方法。基于图像的照明，特别是对于角膜反射。在某些角度下，角膜处的光折射也可能变得相关（仅对于分析光而言）。后处理（水华），特别是对于角膜反射。

来自视网膜的反向散射光，尽管可以在某些医学检查中在非常极端的观察条件下通过虹膜看到，但对于正常目的而言是完全不相关的。基本上，将视网膜涂成黑色。如果您想走的那么远，只要强光来自与相机非常相似的方向并且瞳孔散大（例如来自相机的闪光灯），就可以在视网膜颜色中添加一点橘红色。但到目前为止，它仍然不足以穿透虹膜。黑色是可以的近似值。

那个列表看起来很大，但是您要求有写实感；）如果您只做简单的一半并伪造其余部分，那么看起来仍然不错。

（来源：我为医学模拟做图形编程，重点放在人眼上）

材料：

• 人眼的解剖学精确建模和渲染（2007）
• 高质量捕捉眼睛（迪士尼研究，Siggraph Asia 2014）