基本原理

原文主要介绍了如何使用多个layer(pass)来模拟毛发的体积感，其中每个pass之间采用alpha混合，沿着法线越往外的layer的alpha为0的区域越大，以模拟毛发从根部到顶部越来越尖的效果。

具体计算的每层的alpha的方式是使用一张噪声图，然后对取到的噪声使用一个clamp操作，低于阈值的噪声值其alpha为0。这个阈值越往外越高，使得毛发从根部到顶端越来越窄。

模拟环境光吸收

无AO / 有AO

因为毛发越靠近根部越密集，可以认为越靠近根部会吸收更多的环境光。于是我们给靠近根部的毛发颜色一个衰减，可以看到图中添加AO后相比没有时更富有层次感和体积感。

AO / AO+Inter-Fur Shadow

放大效果

然而仅有AO在某些情况下仍然不能得到较好的效果。例如当观察者视角和光照视角比较接近时，对于单色纹理往往看到的会是大片混合在一起的缺少对比度的相似毛发颜色，从而削弱了材质的效果。

我们认为光线在单根毛发表面同样会发生漫反射，因此可以近似的认为毛发背光的一面较暗（阴影部分）。加入了单根阴影的渲染可以让每一根毛发不再产生相同（或者相似）的颜色，从而增加了材质的层次感。我们可以看到上图的放大效果中，第二张图我们能够更容易的分辨出每一根毛发的形状。

这里具体的实现方式是：将光线方向通过TBN矩阵转换到表面UV空间取xz分量得到一个UVOffset方向，然后在fragment shader中采样并计算原始UV的alpha和偏移后的UV的alpha，如果alpha的差是大于0的话那么显然这个部位就是背光部分。

这里我的想法是采用一种类似头发高光的各向异性高光（Kajiya-Kay），原理这里就不讲了，具体就是拿毛发的切向量和半角向量取sin值。

实践中取切向量的方式是在vertex shader中拿当前顶点的位置减去上一层顶点的位置。

不过最后出来效果还不是特别好，高光表现的不太连续给人很大的噪点感，另外明显能看到面与面之间的差别。

对于面与面之间的这个问题应该增加面数就能解决，这里采用的是自带的sphere所以可以理解。我个人想法是之后还需要对tangent做一下处理，目前感觉来看高光主要集中在毛发尖端。

部分光线会穿过毛发内部进入观察者的眼镜，因此我们可以加入透射效果增强毛发的质感。这里我们可以添加一个和光源方向无关的来自环境光的rim light，以及来自光源的透射光。

透射效果

直射光的透射方程仍然使用dot(-V,L)取一个指数幂控制扩散大小，最后也要乘以1 - dot(N,L)，以避免背面不会被光线照射到的部分也出现透射光。

第二个博客中实现了原文中的基础效果和力场效果，使得毛发收到类似重力的影响。本次实践我将毛发的力场与物体的运动相结合，制造出了一种动态效果，不仅能看到形态上的变化，也能看到反射的高光根据运动的变化而变化。

类似的效果不仅能做皮毛，也能做成草地之类的效果，同时还能再引入一个纹理去变化顶点的位置来模拟草地被风吹拂的动态效果。